Чакаецца, што змяненне клімату прывядзе да больш частых перыядаў засухі, даследчыкі ўсё больш працуюць над адкрыццямі, якія могуць дапамагчы раслінам адаптавацца да працяглага воднага стрэсу.
Даследчыкі з Інстытута Бойса Томпсана і Карнельскага ўніверсітэта скончылі першае даследаванне, каб даць поўнае ўяўленне аб зменах экспрэсіі генаў у адказ на водны стрэс у пладах — памідорах Solanum lycopersicum — ідэнтыфікуючы гены, якія маглі б дапамагчы селекцыянерам распрацаваць плады, здольныя справіцца з ўмовы засухі.
Апублікавана ў снежаньскім нумары г Фізіялогія раслін, працай кіравала даследчая група Кармэн Катала, дацэнта BTI і старэйшага навуковага супрацоўніка Школы інтэгратыўнага расліназнаўства (SIPS) у Корнеле. Даследчыкі-супрацоўнікі ўключаюць Джоселін Роўз, прафесара SIPS, і прафесараў BTI Джыма Джаваноні, Чжанджун Фэй і Лукаса Мюлера, якія таксама з'яўляюцца ад'юнкт-прафесарамі SIPS
«Мы ідэнтыфікавалі шэраг генаў, якія ўдзельнічаюць у рэакцыі пладоў памідораў на водны стрэс», — сказаў Катала. «Цяпер мы можам пачаць адбіраць гены-кандыдаты, якія маглі б дапамагчы селекцыянерам вывесці плён, здольныя адаптавацца да ўмоў засухі, і не толькі памідоры, але таксама вінаград, яблыкі і мясістыя садавіна ў цэлым. Гэта доўгатэрміновае патэнцыйнае прымяненне гэтых даных».
Даследчыкі вывучылі экспрэсію генаў у лісці таматаў і шасці пладовых органах (каляплодніку, плацэнты, перагародцы, калумелле, жэле і насенні) у два розныя моманты часу (рост і саспелыя плады) і ў чатырох розных умовах воднага стрэсу (адсутнасць, лёгкі, прамежкавы і моцны).
Даследчыкі выявілі, што кожная тканіна органа плёну з часам змянялася унікальным чынам.
«Менш за 1% экспрессируемых генаў, якія пацярпелі ад воднага стрэсу, былі агульнымі для ўсіх шасці тканін пладоў, і больш за 50% здзіўленых генаў былі спецыфічнымі для адной тканіны», - сказаў Катала.
У адрозненне ад негатыўных наступстваў засухі, якая выклікае фізіялагічныя парушэнні і страту пладоў, ёсць некаторыя станоўчыя наступствы, звязаныя з засухай - прынамсі, з лёгкай засухай.
Напрыклад, даследчыкі выявілі, што водны стрэс павялічвае колькасць лікапіну ў саспелых садавіне. Лікапін - гэта антыаксідант, які мае задакументаваныя перавагі для здароўя. Садавіна, якія пакутуюць ад недахопу вады, таксама мелі больш высокі ўзровень біясінтэзу крухмалу, што магло даць больш салодкія памідоры.
Даследчыкі таксама выявілі, што яны могуць «навучыць» памідоры быць больш устойлівымі да будучых водных засух.
«Калі мы пасеялі насенне з апрацаваных раслін, мы выявілі, што расада памідораў, якія падвергліся стрэсу, паказала лепшае аднаўленне пасля воднага стрэсу ў параўнанні з расадай з кантрольных памідораў», — сказаў Філіп Нікаля, дактарант лабараторыі Катала і першы аўтар артыкула.
Нікалас сказаў, што яны ідэнтыфікавалі некалькі генаў, экспрэсія якіх выклікана водным стрэсам у спелых насенні, якія могуць адыграць важную ролю ў забеспячэнні ўстойлівасці да воднага стрэсу наступнага пакалення раслін.
Даследаванне было складаным у некалькіх адносінах, таму што даследчыкі разглядалі садавіну. Большасць даследаванняў рэакцыі раслін на стрэс ад засухі даследуюць карані і лісце расады, таму што іх адносна лёгка вывучыць.
«Адносна лёгка падвяргаць стрэсу расаду, але калі вы занадта моцна ўздзейнічаеце на расліны, яны не будуць квітнець і не развіваць плён», — сказаў Катала. «Акрамя таго, калі вы хочаце вывучаць садавіну, вы павінны вырошчваць дарослыя расліны, што патрабуе больш часу, месца і агульных рэсурсаў».