Біологи вивели сорт пшениці, здатний рости на підсоленому ґрунті

Австралійські біологи вивели новий сорт твердої пшениці, здатний рости на підсолених ґрунтах Австралії та інших континентів, і успішно виростили перший урожай "солестійкого" злаку, сказано в статті, опублікованій у журналі Nature Biotechology.

На сьогоднішній день лише невелика частина суші – близько 10% – використовується для вирощування різних сільськогосподарських культур. За поточними оцінками ООН, лише 23% від загальної площі суші можуть бути успішно використані з сільськогосподарською метою, решта території для цього не придатні через суворі кліматичні умови або склад ґрунту.

Група генетиків під керівництвом Метью Гіліхема з університету міста Аделаїда (Австралія) "підняла" поріг максимально можливого обсягу сільськогосподарської продукції, вставивши в геном одного з сортів твердої пшениці кілька генів, що дозволяють їй рости на підсоленому ґрунті.

Як пояснюють вчені, тверда пшениця (Triticum turgidum durum) вимагає особливого складу мікроелементів у ґрунті, так як в результаті селекції вона "випадково" втратила кілька генів, що відповідають за регулювання концентрації іонів натрію в її клітинах.

Підвищена концентрація натрію в листках пшениці призводить до зниження інтенсивності фотосинтезу, що негативно позначається на врожайності злаку. Підсолений ґрунт багатий цими іонами, що пояснює невисоку результативність твердої пшениці на таких територіях.

Для вирішення цієї проблеми Гіліхем і його колеги вставили в геном злаку кілька копій "супергена" Nax2, який надавав стійкість до солі її предку – дикій пшениці-однозернянці (Triticum monococcum).

Цей ген відповідає за виробництво особливих білків, які розташовуються на мембрані клітин ксилем – "водопроводів" у стеблі пшениці. Дані білки захоплюють зайві іони натрію і не дають їм піднятися до тканин листя.

Автори статті переконалися в життєздатності нового сорту пшениці в лабораторії і розпочали польові випробування. Дослідники засіяли зернами солестійкого злаку ціле поле в південно-східній частині континенту, за 300 кілометрів на захід від Брісбена. Як відзначають біологи, в цій частині штату Південний Новий Уельс ґрунт малопридатний до використання в сільському господарстві через високу солоність.

"Найголовніше, додавання генів солестійкості не призвело до зниження врожайності в порівнянні зі звичайною пшеницею. У сприятливих умовах їхня плодючість збігалася.

За високої солоності ґрунту наш сорт обганяє свого звичайного "предка" на 25%", – пояснив один з учасників групи Річард Джеймс з Державного об’єднання наукових і прикладних досліджень в Канберрі (Австралія).

За словами біологів, їхній сорт пшениці готовий для повсюдного використання фермерами і він не належить до числа трансгенних рослин, що знизить можливе неприйняття серед виробників і споживачів хліба.

"Хоча ми використовували методи молекулярної біології для вивчення гена солестійкості, він був вставлений в геном твердої пшениці нетрансгенними методами. Іншими словами, ми створили новий сорт пшениці, яка не потрапляє в число ГМО, і тому може використовуватися без будь-яких побоювань", – підсумовує інша учасниця дослідження Рана Муннс (Rana Munns) з Державного об’єднання наукових і прикладних досліджень.