Усиление работы гена SlbHLH70 повысило выживаемость томатов при засухе
Китайские биологи выявили генетический регулятор, который одновременно управляет стрессовыми гормонами и развитием корней томата. Усиление его активности помогло растениям лучше перенести засуху и восстановиться после полива.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 4 августа /Новости науки/. Китайские ученые выяснили, что усиление работы гена SlbHLH70 помогает томатам переносить засуху. Результаты исследования опубликованы в журнале Horticulture Research.
Открытие может помочь в создании сортов томатов, способных сохранять жизнеспособность при нехватке воды. SlbHLH70 кодирует белок-регулятор, который управляет активностью других генов и связывает гормональную реакцию растения с развитием корневой системы.
«Мы определили SlbHLH70 как важный регулятор устойчивости томатов к засухе и перспективную генетическую мишень для повышения выносливости сельскохозяйственных культур при нехватке воды», — отметили авторы работы.
Исследователи получили растения сорта Micro-Tom с повышенной активностью SlbHLH70, а также при помощи технологии CRISPR/Cas9 создали томаты, у которых этот ген не работал. После 14 дней без полива и последующего восстановления водой выжило около 60% растений с усиленной работой гена. Среди обычных томатов этот показатель не достиг 40%.
В отдельном опыте после засухи и суток восстановления выжило около 35% обычных растений и менее 15% томатов с отключенным SlbHLH70. Кроме того, растения с повышенной активностью гена формировали более длинные и массивные корни, способные эффективнее поглощать воду.
Сопоставив результаты анализа ДНК и активности генов, ученые выявили 151 ген, которым непосредственно управляет SlbHLH70 во время засухи. Среди них оказались гены, отвечающие за образование и передачу сигналов абсцизовой кислоты — гормона, помогающего растениям экономить воду. Регулятор также влиял на содержание жасмоновой кислоты и активировал гены развития корней.
Пока эксперименты проводились на модельном сорте в контролируемых условиях. Чтобы использовать открытие в селекции, ученым предстоит проверить, как изменение активности SlbHLH70 влияет на урожайность, качество плодов и устойчивость разных сортов томата при засухе в полевых условиях.
Открытие может помочь в создании сортов томатов, способных сохранять жизнеспособность при нехватке воды. SlbHLH70 кодирует белок-регулятор, который управляет активностью других генов и связывает гормональную реакцию растения с развитием корневой системы.
«Мы определили SlbHLH70 как важный регулятор устойчивости томатов к засухе и перспективную генетическую мишень для повышения выносливости сельскохозяйственных культур при нехватке воды», — отметили авторы работы.
Исследователи получили растения сорта Micro-Tom с повышенной активностью SlbHLH70, а также при помощи технологии CRISPR/Cas9 создали томаты, у которых этот ген не работал. После 14 дней без полива и последующего восстановления водой выжило около 60% растений с усиленной работой гена. Среди обычных томатов этот показатель не достиг 40%.
В отдельном опыте после засухи и суток восстановления выжило около 35% обычных растений и менее 15% томатов с отключенным SlbHLH70. Кроме того, растения с повышенной активностью гена формировали более длинные и массивные корни, способные эффективнее поглощать воду.
Сопоставив результаты анализа ДНК и активности генов, ученые выявили 151 ген, которым непосредственно управляет SlbHLH70 во время засухи. Среди них оказались гены, отвечающие за образование и передачу сигналов абсцизовой кислоты — гормона, помогающего растениям экономить воду. Регулятор также влиял на содержание жасмоновой кислоты и активировал гены развития корней.
Пока эксперименты проводились на модельном сорте в контролируемых условиях. Чтобы использовать открытие в селекции, ученым предстоит проверить, как изменение активности SlbHLH70 влияет на урожайность, качество плодов и устойчивость разных сортов томата при засухе в полевых условиях.
