Рост дневных и ночных температур угрожает урожайности и качеству ключевых зерновых — риса, пшеницы и кукурузы. Жара тормозит развитие растений, зернообразование и ставит под удар мировую продовольственную безопасность. Передовые биотехнологии — точная селекция и геномное редактирование — помогают «перезагрузить» циркадные ритмы, улучшить цветение и соцветия, а также защитить зерно от теплового стресса.
К 2050 году для покрытия нужд растущего населения урожайность риса, пшеницы и кукурузы нужно поднять на 37%.
Ученые Международного института исследований риса и Института молекулярной физиологии растений им. Макса Планка изучают гены цветения, архитектуры растений и налива зерна, чтобы создать климатоустойчивые сорта с высоким качеством урожая. Фокус на точной селекции поможет преодолеть стагнацию производства, особенно в бедных регионах с продовольственным дефицитом.
Перезагрузка биологических часов растений
Инновационный подход: манипуляция циркадными ритмами помогает растениям избегать пиковой жары. Ученые корректируют гены, чтобы цветение начиналось рано утром, до нагрева.
Ключевые открытия:
- У риса — ген OsMADS51, обеспечивающий термоустойчивость на важных этапах.
- У кукурузы — гены ZmELF3 и ZmLUX, регулирующие цветение и адаптацию к широтам.
Модификация этих генов стимулирует цветение в экстремальной жаре. Молекулярная инженерия — точный инструмент для устойчивой продовольственной безопасности.
Изучением и разработкой методов диагностики опасных фитопатогенов зерновых культур занимаются в научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений, в дальнейшем разработки применяют в аккредитованных лабораториях Россельхознадзора.