Jak plony mogą lepiej radzić sobie podczas suszy?

W nadchodzących latach susze, które niszczą produkcję roślinną, będą się tylko pogłębiać. W zeszłym roku najgorsza od dziesięcioleci susza w Kalifornii kosztowała stanowych rolników 1 miliard dolarów utraconych dochodów, oprócz kosztów pompowania wody w celu utrzymania upraw przy życiu. badanie z University of California, Davis, pokazał.

Roślina zmodyfikowana genetycznie (pokazana poniżej) reaguje na rozpylony środek chemiczny, zatrzymując więcej wody niż wersja konwencjonalna (pokazana powyżej).

Z biegiem czasu w uprawach pojawiła się pewna tolerancja na suszę. W rzeczywistości firmy rolnicze, takie jak Monsanto, Pioneer firmy DuPont , a Syngenta sprzedaje odmiany kukurydzy, które są reklamowane jako odporne na suszę. Uważa się, że skromnie pomagają rolnikom w utrzymaniu plonów w suchych warunkach. Jednak w nadziei na znaczne podniesienie jakości i ilości żywności uprawianej przy użyciu mniejszej ilości wody, naukowcy wciąż poszukują nowych metod hodowli i biotechnologii. Ich celem jest uprawa kukurydzy i innych upraw — zwłaszcza pszenica oraz Ryż — jeszcze lepiej znosić niskie opady bez szkody dla plonów w normalnych warunkach.

Oto kilka ostatnich badań, które wskazują na poczyniony postęp.

Zatrzymywanie wody na żądanie

Rośliny zwykle zużywają tylko niewielką część wody, którą pobierają, a resztę uwalniają do powietrza przez pory w liściach, zwane aparatami szparkowymi. W okresach suchych wiele roślin naturalnie wytwarza hormon zwany kwasem abscysynowym (ABA), który wiąże się z receptorem w roślinie i zamyka aparaty szparkowe, uniemożliwiając ucieczkę wody. Teraz naukowcy z University of California w Riverside zmodyfikowali genetycznie roślinę kwitnącą Arabidopsis , powszechny w eksperymentach laboratoryjnych, tak że reaguje na pospolity fungicyd tak, jakby był ABA. Chodzi o to, że możliwe byłoby wywołanie tolerancji na suszę na żądanie w uprawach, które jeszcze jej nie mają. ten Natura badanie zostało opublikowane w lutym.

Bardziej suche klimaty

Naukowcy z Australii i Wielkiej Brytanii odkryli, że być może uda im się zaprojektować rośliny tak, aby radziły sobie lepiej w przyszłości, w której niektóre obszary będą znacznie bardziej suche, a cała atmosfera będzie zawierała więcej dwutlenku węgla. Naukowcy zmodyfikowali gen, który kontroluje gęstość aparatów szparkowych rośliny. Doprowadzając gen do nadekspresji, umożliwili roślinie zatrzymywanie większej ilości wody, co oznacza, że ​​dobrze poradzi sobie w warunkach suszy. Praca została wykonana w Arabidopsis liści, ale zespół badawczy przetestuje teraz modyfikację genetyczną w szeroko stosowanej uprawie (nie ujawnił której), aby obserwować jej plony i jakość, mówi Peter Franks, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie w Sydney i główny autor artykułu opublikowane w Nowy fitolog .

Czujnik wody

Naukowcy z Duke zidentyfikowali gen powiązany ze zdolnością roślin do wykrywania ilości dostępnej wody. Rośliny zwiększają poziom wapnia w swoich komórkach, gdy brakuje wody, co z kolei uruchamia inne reakcje, które mogą pomóc im przetrwać. Profesor Duke Zhen-Ming Pei mówi, że dalsze badania nad tym genem mogą doprowadzić do szybszego reagowania na suszę. Badanie zostało opublikowane w Natura ostatni sierpień.

Skanowanie w poszukiwaniu genów

Nowe technologie analizy DNA pomagają naukowcom zidentyfikować geny lub odmiany genów, które mogą być przydatne w hodowli lepszych upraw. W ostatnich PLOS ONE W artykule, eksperci ds. hodowli z Texas A&M sprawdzili, czy niskie lokalne plony kukurydzy można wytłumaczyć faktem, że rolnicy z Teksasu używali odmian zaprojektowanych dla stanów Środkowego Zachodu, które mają chłodniejsze i bardziej wilgotne okresy wegetacji. Naukowcy zidentyfikowali pewne markery genetyczne, które można powiązać z cechami – w tym tolerancją na suszę – które zwiększyłyby produkcję kukurydzy w klimacie Teksasu. Wykorzystali te informacje do opracowania nowego rodzaju kukurydzy, która tego lata zostanie przetestowana w Teksasie.

Na wynos:

Nauka Móc Wsparcie rośliny wytrzymują warunki suszy. Jednak opracowanie nowych wersji zajmuje generalnie dużo czasu — aż siedem lat w przypadku nowych odmian, które są obecnie opracowywane, mówi Seth Murray z Texas A&M University.

Nawet odmiany stworzone, aby wytrzymać suszę, nadal potrzebują trochę wody, aby przetrwać. Mimo to te odmiany mogą mieć znaczenie na obszarach, na których nawadnianie lub podlewanie nie jest opłacalne. W marcu Międzynarodowe Centrum Ulepszania Kukurydzy i Pszenicy uruchomiła pięcioletni program dostarczania kukurydzy odpornej na suszę dla około 400 000 małych gospodarstw w Afryce.

Masz duże pytanie? Wyślij sugestie na adres [email protected] .

ukryć