Янхай Инь, профессор генетики, развития и клеточной биологии и научный сотрудник Института растениеводства, сказал, что биологические процессы, которые контролируют рост растений и реакцию на засуху, часто противоречат друг другу. Инь сказал, что ученые давно наблюдали тенденцию растений замедлять свой рост во время засухи для сохранения энергии и борьбы со стрессом, но генетические механизмы, управляющие этими взаимодействиями, были плохо изучены.Инь — автор исследования, опубликованного в рецензируемом научном журнале Nature Communications, в котором показано, что эти взаимодействия зависят от пары генов, известных как BES1 и RD26.
Согласно статье, BES1 контролирует рост растений и активируется в присутствии гормона, называемого брассиностероидом. По словам Инь, BES1 также влияет на тысячи других генов, делая его «важным переключателем» в общем функционировании растения.С другой стороны, ген, известный как RD26, активируется, когда растения подвергаются стрессу засухи, сказал Инь.
Это приводит к замедлению роста и экономии энергии.Согласно исследованию, два пути, BES1 и RD26, часто подавляют друг друга.
«Кажется, что эти два ответа противоречат друг другу, и при нормальных условиях выращивания вы не хотите, чтобы реакция засухи RD26 была активной», — сказал он. «Потребуются дальнейшие исследования, чтобы полностью распутать, как эти два пути взаимодействуют».Для исследования группа исследователей использовала модельное растение арабидопсис, небольшое цветущее растение.
Чтобы прийти к своим выводам, исследователи провели генетическое тестирование растения, а также геномные исследования и компьютерное моделирование. Геномные исследования и компьютерное моделирование были выполнены Патриком Шнаблем, заслуженным профессором агрономии и директором Института растениеводства в штате Айова; Чжаоху Ли из Китайского сельскохозяйственного университета и Маниша Алуру и Шринивас Алуру из Технического университета Джорджии. Более 10 бывших и нынешних студентов ISU проводили исследования в течение семи лет.
«Это определенно командная работа», — сказал Инь.Инь сказал, что результаты арабидопсиса, вероятно, аналогичным образом применимы и к основным товарным культурам, а это означает, что это исследование может помочь селекционерам выращивать сорта с повышенной устойчивостью к стрессу.
Например, брассиностероид действует аналогичным образом в кукурузе, сказал он.«Есть веские основания полагать, что те же механизмы переносятся и на другие растения, включая сельскохозяйственные культуры», — сказал он. «И мы можем использовать эти знания для улучшения растениеводства в условиях засухи».