Яровизация – это решение проблем с урожаем. Исследователи обнаружили новые доказательства для сельскохозяйственно важного процесса – яровизации, который может помочь фермерам справиться с финансово-разрушительными колебаниями погоды.

Новое исследование выдвигает на первый план неожиданные результаты по вернилизации в пшенице. Фото: Сэм Сапин

Яровизация – это процесс, при котором растения требуют длительного воздействия холодной температуры, прежде чем они перейдут из вегетативного состояния в цветущий. В течение десятилетий это было ключевым направлением исследований в области развития растений и урожайности.

Но как яровизация могла работать при переменных температурах в полевых условиях, неясно, как и некоторые 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. Но это неожиданно обнаружило «крайнюю реакцию яровизации».

«Мы показали, что яровизация отвечает более теплым условиям, чем те, которые классически ассоциируются с яровизацией. До этого исследования мы думали, что яровизация произошла только до максимума около 12 ° C, но истинная температура намного выше. Эта информация сразу полезна для заводчиков », – 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 заводчикам отслеживать отдельный аллель, ответственный за этот признак яровизации при высокой температуре. Они также надеются использовать свои новые знания о прерывании в теплую погоду, 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 на местах и ​​в различных условиях. Эти знания могут быть использованы для разработки новых сортов пшеницы, которые более устойчивы к изменяющимся температурам».

По материалам phys.org