Международная группа исследователей определила гены, связанные с выживанием растений в одной из самых экстремальных сред на Земле — чилийской пустыне Атакама. Результаты работы поспособствуют созданию устойчивых сельскохозяйственных культур, которые смогут расти в условиях меняющегося климата. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В связи с глобальным потеплением становится все более актуальным создание сельскохозяйственных культур, устойчивых к засушливым условиям. Международная команда ученых смогла определить гены, позволяющие растениям выживать в пустыне Атакама — самой экстремальной пустыне на Земле.
В этой пустыне произрастает множество видов растений: травы и многолетние кустарники. Кроме недостатка воды обитатели пустыни должны справляться с большой высотой над уровнем моря, низкой доступностью питательных веществ в почве, огромными перепадами температуры при смене времени суток и сильным солнечным излучением. Авторы проанализировали геномы 32 растений, доминирующих в Атакаме, и связанных с ними почвенных бактерий, в том числе помогающих растениям получать азот. Последовательности ДНК они сравнивали с геномами близкородственных видов, не адаптированных к условиям пустыни.
Ученые идентифицировали 265 генов-кандидатов, изменения белковой последовательности которых закрепились в эволюции. Эти мутации в генах, участвующих в реакциях на свет и фотосинтезе, могли лечь в основу адаптации растений в экстремальной освещенности. Также изменения были обнаружены в генах, важных для реакции на стресс: высокую соленость, наличие ионов металлов и т. д. Большинство научных знаний о реакции растений на стресс было получено в ходе лабораторных исследований модельных видов. Такие работы могли упустить важный экологический контекст, в котором развивались растения.
«Изучая экосистему в ее естественной среде, мы смогли идентифицировать адаптивные гены и молекулярные процессы у видов, произрастающих в Атакаме, — говорит соавтор исследования Вивиана Араус из Католического университета Чили. — Большинство описанных нами растений ранее не изучались. Так как некоторые виды Атакамы родственны сельскохозяйственным зерновым и бобовым культурам, обнаруженные гены важны для создания культур, устойчивых к засухе и актуальных в связи с глобальным потеплением».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
