Новая разновидность ячменя может противостоять жаре, засоленности почв и засухе

Исследования в интересах продовольственной безопасности: новая линия ячменя обеспечивает хороший урожай даже в плохих условиях окружающей среды.Устойчивый к глобальному потеплению ячмень был выведен группой ученых из Галле-Виттенбергского университета имени Мартина Лютера, Германия, путем скрещивания различных видов дикого ячменя. Затем селекционеры посадили новые линии ячменя в пяти разных местах по всему миру, наблюдали за ростом растений и анализировали их генетический состав. Как сообщает группа, некоторые растения были не только более устойчивы к жаре и засухе, но во многих случаях достигли лучшей урожайности, чем местные сорта.

Ячмень, наряду с пшеницей и рисом, является одним из важнейших злаков для питания человека.

«Спрос на продукты питания во всем мире растет, поэтому выращивание этих злаков должно гарантировать надежные урожаи. Однако изменение климата сказывается на условиях выращивания во всем мире, и растения надо больше удобрять и чаще поливать», — говорит профессор Клаус Пиллен, принимавший участие в разработке.

Его исследовательская группа изучает, как улучшить важные сорта злаков в течение многих лет. Их подход состоит в том, чтобы пересечь определенный промышленно используемый сорт ячменя с дикими родственниками и объединить полезные свойста.

«Дикий ячмень адаптировался к неблагоприятным условиям окружающей среды на протяжении миллионов лет. Он по-прежнему обладает богатым биоразнообразием», — объясняет Пиллен.

Итак, ученые скрестили типичный сорт ячменя с 25 видами. В результате было получено 48 генетически различных линий растений, которые исследовательская группа посадила в пяти местах: в Великобритании, Германии, Иордании, в Объединенных Арабских Эмиратах и в Австралии.

Каждое из этих мест имеет свои собственные условия окружающей среды: Австралия и ОАЭ страдают от очень соленых, сухих почв, а Иордания от жары и засухи, как и Арабские Эмираты. В Германии и Великобритании поля всегда получают дополнительное азотное удобрение для повышения урожайности.

В течение опыта ученые наблюдали за ростом растений в условиях экологического стресса и сравнивали результаты с нативными сортами из контрольной группы, чтобы сделать выводы о взаимодействии генов, окружающей среды и урожайности.

«Наше исследование также показывает, что сроки развития растений чрезвычайно важны. Это обеспечивает максимальный урожай даже в неблагоприятных условиях окружающей среды», — говорит Пиллен. Под этим он подразумевает, например, количество дневного света, которое изменяется в зависимости от широты: чем ближе место к экватору, тем короче продолжительность дневного солнечного света в течение весны и лета. Это имеет большое влияние на развитие растений.

«В северной Европе растениям выгоднее цвести позже. Чем ближе вы подходите к экватору, тем быстрее развиваются культуры», — объясняет Пиллен. Основываясь на генетическом анализе растений, команда также смогла сделать выводы о вариантах генов, вызывающих это ускорение или задержку в развитии.

Знание того, какие варианты генов выгодны для конкретных географических регионов, позволяет выбирать растения, которые особенно хорошо адаптированы к местным условиям, и скрещивать их с культурными высокоурожайными сортами для получения желаемых результатов. Таким образом, выведенный в ходе эксперимента ячмень дал прибавку в урожайности до 20 процентов по сравнению с местными аналогами.

В последующих проектах команда хотела бы продолжить изучение генетического материала, чтобы получить более подробное представление о стрессоустойчивости растений. Результаты нового исследования, в принципе, также могут быть применены к другим сортам зерновых, таким как пшеница и рис.