Растения, испытывающие дефицит удобрений, например азота, обычно направляют все ресурсы на рост корней, что приводит к замедлению роста надземных частей и снижению урожайности. Это негативно сказывается на сельском хозяйстве. Исследователи из Китайской академии наук и Оксфордского университета нашли у риса ген OsWRI1a, который позволяет растениям развиваться сбалансировано даже при недостатке азота. Этот ген может помочь в создании сортов, способных давать высокие урожаи при минимальном применении вредных удобрений.
При нехватке азота растения обычно перераспределяют ресурсы в пользу корней, замедляя рост побегов и снижая производство зерна. Ген OsWRI1a выступает в роли «регулятора», поддерживая равновесие между развитием корней и побегов.
Функция OsWRI1a специфична для разных частей растения. В надземных частях он активирует ген NGR5, способствуя ветвлению и росту побегов, несущих зерно. В корнях он подавляет действие белков RNR10-DNR1, которые тормозят накопление гормона роста ауксина, что позволяет корням расти продуктивно, не отбирая энергию у побегов.
Ученые также выявили естественный улучшенный вариант OsWRI1a, распространенный в сортах риса индика. Внедрение этого варианта в сорта японика повысило экспрессию белка OsWRI1a и улучшило координацию роста корней и побегов, что привело к увеличению урожайности на 10–25% и снижению потребности в удобрениях.
Использование гена OsWRI1a в качестве генетической цели позволяет создавать сорта риса, сохраняющие высокую урожайность даже при недостатке азота. Такой подход способствует значительному снижению применения минеральных удобрений, уменьшению экологической нагрузки и повышению рентабельности сельхозпроизводства.
Источник: Хайтек+