https://frosthead.com

Създаване на сухотолерантни растения чрез хакване на естествените им реакции

Неръждаеми небеса. Намаляване на запасите от вода. Изсъхнали растения. Сушата и недостигът на вода заплашват икономиките, продоволствените доставки и дори живота. И с безпрецедентни засушавания през последните 1200 години и вероятно още повече, учените отдавна настояват да помогнат на земеделските производители, като направят културите си по-устойчиви на суша.

В ново проучване, публикувано в Nature, ботаниците създават нова стратегия за препрограмиране на растенията, за да се справят по-добре по време на суши. Започна с естествената техника на растенията за справяне със сушата: те произвеждат хормон, наречен абсцисова киселина (ABA), когато нямат достатъчно вода. ABA затваря стомаха на растението (клетки, които пускат въглероден диоксид навътре и навън), предотвратявайки загубата на вода. През 2009 г. Шон Кътлър и неговият екип от Калифорнийския университет в Ривърсайд идентифицират протеините, отговорни за тези отговори, както обяснява Nature News .

Но както каза Катлър пред Los Angeles Times, просто пръскането на растения с ABA, за да се предотврати загубата на вода, е твърде скъпо, а съединението е толкова крехко, че „не е практично за употреба в селското стопанство.“ Така той и неговият екип се удариха върху друго решение - генетично модифициращи растения в отговор на фунгицид, наречен мандипропамид. Чрез настройване на протеиновите рецептори на растението екипът на Cutler успява ефективно да препрограмира растението, за да реагира на мандипропамид, стимулиран от човека стимул, по същия начин, както би направил собствения му естествено произведен ABA. Накратко, те бяха създали нещо като превключвател за включване / изключване за толерантност към засушаването на растението.

Има недостатък обаче, Cutler каза на LAT:

[W] hile затваряне на устията предпазва растенията от загуба на вода, също така ги предпазва от растеж.

"Получената реакция е като натискане на бутон за пауза", каза той. „Недостатъкът е, че вие ​​също спирате растежа.“

Въпреки че Катлер и неговият екип са оптимистично настроени към потенциала на своя суша, други не са толкова сигурни. Ботаникът Джон Пасиоура казва на Nature, че се притеснява от влиянието на техниката върху температурата на растенията. Той се чуди дали техниката ще бъде по-изгодна от технологиите, които вместо това модулират използването на азот в растенията.

Новото откритие е най-новото в областта на иновациите, които биха могли да променят начина, по който растенията реагират на сушата. От гъбички до термостатни гени до бактериални грундове изследователите са пълни с идеи как да накарат растенията да понасят по-ниските водни нива. Както при всяко ГМО изследване, не всички са толкова сигурни, че това е добра идея. И има доказателства, че растенията, отгледани с конвенционални средства за противодействие на сушата, са също толкова добри в работата - ако не и по-добре - от генетично разработените. Но с влошаващата се суша в бъдеще е трудно да се отхвърли всяка нова идея за създаване на наистина устойчиво на суша растение.

Създаване на сухотолерантни растения чрез хакване на естествените им реакции