Китайско-американская группа ученых смогла создать генетически модифицированные растения, обладающие высокой засухоустойчивостью. Благодаря повышенной концентрации рецептора абсцизовой кислоты PYL9, такие растения успешнее перераспределяют ресурсы между взрослыми листьями и развивающимися тканями, что позволяет хорошо переносить неблагоприятные условия. Статья исследователей опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Старение листьев растений сопровождается переносом питательных веществ из этих органов в развивающиеся или запасающие части растения. Этот процесс запускается во время неблагоприятных условий и регулируется несколькими растительными гормонами, например, абсцизовой кислотой. Помимо быстрого ответа на нехватку воды и регуляции роста и развития растения, это вещество способно активировать гены, запускающие старение листьев.

В геноме растения Arabidopsis thaliana, используемого в качестве модели, закодировано более десяти различных белков, связывающихся с абсцизовой кислотой и запускающих ряд соответствующих реакций внутри клетки. Исследователи изменяли клеточную концентрацию этих белков, вставляя перед генами разные промоторные последовательности, которые должны повышать уровень экспрессии. Затем выживаемость полученных растений в условиях засухи сравнивали с немодифицированными растениями.

Среди 65 протестированных комбинаций генов и промоторов, самая высокая относительная выживаемость оказалась у модификации pRD29A::PYL9 (в этом случае промотор RD29A был вставлен перед геном PYL9). Старение листьев под действием абсцизовой кислоты у таких растений происходит быстрее. Исследователи показали, что это увеличивает градиент осмотического потенциала между листьями и почками, что способствует выживанию во время засухи.

Чтобы проверить пользу данной модификации для культурных растений, ученые получили трансгенный pRD29A::PYL9 рис. После двух недель в условиях сильной засухи среди трансгенных растений выжило 50 процентов, а среди растений дикого типа – только 10. Хотя ученые не исследовали влияние модификации на урожай в условиях засухи, их достижение трудно недооценить.

Автор: Анна Образцова