Новые особенности яровизации обнаружили ученые

Открытие позволит получить новые сорта культур с устойчивым производством в условиях резких погодных колебаний и минимизировать потери фермеров

Яровизация — это процесс, при котором растения требуют длительного воздействия холодной температуры, прежде чем они перейдут из вегетативного состояния в цветение. В течение десятилетий ученые пытались понять, как яровизация работает при переменных температурах в полевых условиях и определить основные молекулярные элементы управления процессом.

Исследование, проведенное учеными Центра Джона Иннеса в сотрудничестве с коллегами из Венгрии и Франции, показывает, что на яровизацию влияют как теплые, так и холодные условия, и гораздо более широкий температурный диапазон, чем считалось ранее.

Под руководством доктора Лоры Диксон исследование началось с изучения того, как изменение температуры окружающей среды может влиять на регуляцию цветения у озимой пшеницы. Во время научной работы неожиданно удалось обнаружить «крайнюю реакцию яровизации».

«Мы увидели, что яровизация реагирует на более теплые условия, чем те, которые классически ассоциировались с этим процессом. До этого мы думали, что яровизация происходит только до максимума около 12 ° C, но истинная температура намного выше. Эта информация уже сейчас полезна для селекционеров», говорит доктор Диксон.

Исследователи использовали панель из 98 сортов и сортов пшеницы и подвергали их воздействию температур в диапазоне от 13 до 25 ° C в контролируемой среде.

Обычно, когда процесс яровизации завершается, рост растений ускоряется при теплых температурах. Но команда определила один сорт, названный Charger, который не следовал этому стандартному ответу.

Анализ экспрессии генов показал, что за этот признак ответственен ген цветочного активатора пшеницы (VRN-A1). Дальнейшие эксперименты показали, что экспрессия генов, задерживающих цветение, реактивируется в ответ на высокие температуры (до 24 ° C), демонстрируя, что яровизация является не только следствием того, как долго растение испытывает постоянный холод.

Это исследование, опубликованное в журнале Development, освещает сложную работу генетической сети цветочных активаторов и репрессоров, которые координируют реакцию растения на диапазон температурных воздействий.

Также установлено, что сорт Charger является экстремальной версией реакции на более высокие температуры, которые могут быть распространены у сортов озимой пшеницы.

Сейчас команда ищет диагностические генетические маркеры, которые позволят селекционерам отследить, что именно отвечает за этот признак яровизации при высокой температуре.

Они также надеются использовать свои знания, чтобы сократить продолжительность яровизации в цикле размножения, чтобы новые линии пшеницы могли быть получены быстрее.

Д-р Диксон объясняет: «Это исследование подчеркивает, что для понимания реакции яровизации в сельском хозяйстве мы должны анализировать процесс в поле и при переменных условиях. Знания могут быть использованы для разработки новых сортов пшеницы, которые более устойчивы к изменяющимся температурам».