Новые горизонты в селекции сельхозкультур: создание «климатически умных» сортов

С увеличением численности населения планеты, которое, по прогнозам, достигнет 10 миллиардов к 2050 году, задача обеспечения продовольственной безопасности становится все более актуальной. Для достижения этой цели необходимо увеличить производительность сельского хозяйства на 60%. Однако современные методы растениеводства сталкиваются с серьезными вызовами, в том числе с изменениями климата, которые оказывают негативное влияние на урожайность. В этом контексте исследователи Института генетики и биологии развития Китайской академии наук разработали новую стратегию селекции, направленную на создание сортов сельскохозяйственных культур, способных не только давать высокие урожаи в нормальных условиях, но и сохранять их в условиях теплового стресса.

Проблема абиотического стресса

Изменение климата приводит к повышению температур, что, согласно прогнозам, может сократить урожай на 3–13% при увеличении температуры на 2 °C в течение вегетационного периода. Это создает серьезные риски для продовольственной безопасности, особенно в условиях, когда ресурсы для сельского хозяйства, такие как вода и удобрения, становятся все более ограниченными. Ученые подчеркивают, что для успешного преодоления этих проблем необходимо разработать «климатически умные» культуры, которые будут устойчивы к абиотическим стрессам и при этом сохранят высокую продуктивность.

Физиология урожайности

Ключевым аспектом, определяющим урожайность и качество сельскохозяйственных культур, являются отношения между «источником» и «поглотителем». Ткани-источники, такие как листья, производят фотоассимиляты — углеводы, необходимые для роста растений. Ткани-поглотители, например плоды и семена, используют эти питательные вещества для своего развития. Ген инвертазы клеточной стенки (CWIN) играет важную роль в этом процессе, регулируя соотношение между источниками и поглотителями. Фермент, кодируемый этим геном, преобразует сахарозу, транспортируемую из листьев, в глюкозу и фруктозу, которые необходимы для роста и развития плодов и семян.

Новая стратегия селекции

Исследования показывают, что манипуляции с геном CWIN могут значительно повысить устойчивость растений к тепловому стрессу. Ученые работают над созданием сортов, которые смогут эффективно перераспределять фотоассимиляты даже в условиях неблагоприятной среды. Это позволит не только увеличить урожайность, но и снизить потери при экстремальных температурах, что особенно важно в условиях глобального потепления.

Кроме того, новая стратегия селекции включает использование современных технологий, таких как геномное редактирование, что позволяет быстрее и точнее вносить изменения в генетический код растений. Это открывает новые горизонты для создания сортов, которые будут не только высокоурожайными, но и адаптированными к изменяющимся климатическим условиям.

С учетом всех вышеперечисленных факторов, задача создания «климатически умных» сортов сельскохозяйственных культур становится не просто актуальной, а жизненно необходимой. Успех в этой области может сыграть ключевую роль в обеспечении продовольственной безопасности на планете в условиях глобальных климатических изменений. Ученые, работающие над этой проблемой, открывают новые горизонты для сельского хозяйства, создавая надежду на устойчивое будущее для всех нас.


Источник: graininfo.ru