Красноярские ученые раскрыли секрет выживания картошки в жару

Ученые Сибирского федерального университета и их коллеги из Новосибирска провели анализ генетических механизмов, которые позволяют картофелю и помидорам адаптироваться к экстремальным климатическим условиям. Исследование поможет в создании новых сортов этих культур, устойчивых к глобальному потеплению.

Согласно прогнозам, к концу века температура может вырасти на 1-7°, что приведет к более частым и продолжительным засухам, угрожая стабильности урожаев.

Поэтому ученые сосредоточились на изучении того, как томат и картофель реагируют на стресс от жары и недостатка влаги на уровне экспрессии генов.

Для этого был проведен массовый мета-анализ 450 образцов данных RNA-seq – технологии, которая показывает, какие гены активируются или подавляются в стрессовых условиях. Анализ позволил выявить воспроизводимые наборы генов, чья активность меняется в ответ на засуху и жару.

«Эти гены, по нашему мнению, могут быть потенциальными мишенями для будущих исследований и селекции», – рассказала соавтор исследования, научный сотрудник лаборатории лесной геномики, доцент кафедры геномики и биоинформатики СФУ Евгения Бондар.

Оказалось, что картофель и помидор используют схожую «стратегию выживания»: они временно приостанавливают энергозатратные процессы роста и фотосинтеза, чтобы перераспределить ресурсы на запуск защитных механизмов.

«Устойчивость к стрессам – это согласованная работа множества генов, целая регуляторная сеть. Знание ключевых регуляторов такой сети помогает выбирать так называемые кандидатные гены и ключевые регуляторные элементы, которые после проверки позволят подбирать маркеры для селекции так, чтобы повысить устойчивость растения без значимых потерь продуктивности», – подчеркнула Евгения Бондар.

Хотя исследование было сфокусировано на пасленовых, разработанный учеными вычислительный подход (мета-анализ, выделение устойчивых сигналов, реконструкция сетей) применим и к другим сельскохозяйственным культурам, для которых доступны подобные данные или имеются ресурсы для их получения в лаборатории.