Ученые раскрыли генетический ключ к преодолению водного стресса у огурцов
Заболоченные условия, возникающие в результате сильных дождей или недостаточного дренажа, сильно влияют на культуры с нежной корневой системой, такие как огурцы. Эти условия не только препятствуют корневому дыханию и развитию растений, но и угрожают продуктивности сельского хозяйства в глобальном масштабе.
Поскольку изменение климата увеличивает частоту и серьезность таких явлений, существует острая необходимость понять генетическую основу толерантности к затоплению. Это понимание имеет важное значение для выращивания сельскохозяйственных культур, способных противостоять этим суровым условиям, обеспечивая продовольственную безопасность в меняющемся климате.
Исследовательская группа Университета Янчжоу открыла ключевую генетическую адаптацию огурцов — открытие, которое может переопределить их устойчивость к затоплению.
Их исследование, опубликованное в журнале Horticultural Research , подробно описывает, как ген CsPrx73 управляет надежным защитным механизмом, включая продвижение дополнительных корней и удаление активных форм кислорода (АФК).
Комплексный сравнительный анализ транскриптома на основе секвенирования РНК выявил сложную сеть из 2616 дифференциально экспрессируемых генов (DEG), которые реагируют на стресс, вызванный заболачиванием. Ген CsPrx73, выделяющийся среди них, играет центральную роль в адаптивной реакции огурца.
Было показано, что сверхэкспрессия CsPrx73 в трансгенных растениях огурца значительно усиливает образование придаточных корней, которые жизненно важны для выживания растения в заболоченных условиях. Более того, эти растения демонстрируют повышенную способность к удалению АФК, что является критическим защитным механизмом против окислительного повреждения, вызванного переувлажнением.
Исследование также раскрывает ключевую регуляторную роль транскрипционного фактора ERF CsERF7-3, связывающегося с промотором CsPrx73 и инициирующего его экспрессию, тем самым активируя защитные механизмы растения против водного стресса. Этот сложный молекулярный диалог представляет собой новую цель для стратегий улучшения сельскохозяйственных культур и обеспечивает основу для понимания более широких генетических реакций на экологический стресс.
Доктор Сюэхао Чен, автор-корреспондент и ведущий специалист в области садоводства в Университете Янчжоу, отметил:
«Выяснение роли гена CsPrx73 является значительным шагом в продвижении нашего понимания биологии стресса растений. Это открытие может сыграть важную роль в стратегическом развитии культур, которые демонстрируют превосходную устойчивость к затоплению, что является важнейшим достижением для устойчивого сельского хозяйства в эпоху изменения климата».
Исследование имеет глубокие последствия для будущего сельского хозяйства, особенно в сфере выращивания огурцов. Используя силу гена CsPrx73, селекционеры теперь имеют возможность выращивать новые сорта, которые по своей природе устойчивы к заболачиванию, потенциально обеспечивая стабильность урожайности даже в самых перенасыщенных условиях.
Более широкое применение этих генетических знаний могло бы распространиться на различные сельскохозяйственные культуры, укрепив их против экологического стресса и повысив глобальную продовольственную безопасность перед лицом эскалации климатических проблем.
Источник: TranSpread
