Но поскольку глобальные климатические изменения и температуры продолжают расти, тепловой стресс становится основным ограничивающим фактором для выращивания гороха.Новое исследование показывает, что растения гороха с некоторыми специфическими чертами, такими как более длительное время цветения и большее количество стручков, могут быть более устойчивыми к тепловому стрессу.Исследователи также получили новое представление о генетике термостойкости гороха.
«В некоторые годы старые сорта гороха не очень хорошо росли из-за теплового стресса», — говорит Розалинд Бюкерт, ведущий автор исследования. «Мы хотели найти новые сорта, обеспечивающие стабильную и стабильную урожайность в условиях потепления».По словам Бюкерта, ученого-растениеводства из Университета Саскачевана, «устойчивость гороха к тепловому стрессу, по-видимому, зависит от многих характеристик».
Однако исследование показало, что две особенности являются наиболее важными: большее количество стручков и более длительная продолжительность цветения.Бюкерт и ее коллеги Том Варкентин и Шаомин Хуанг первыми обнаружили расположение генов, влияющих на тепловой стресс.«Тепловой стресс означает меньше цветов, меньше стручков и, в конечном итоге, более низкие урожаи», — говорит Бюкерт.
Сорта гороха, у которых изначально больше стручков, дают более высокие урожаи после теплового стресса.Точно так же, «если сорт гороха цветет дольше, у него больше возможностей для получения более высокого урожая даже при тепловом стрессе», — говорит Бюкерт. Это потому, что у растения есть больше времени, чтобы оправиться от экстремальных погодных явлений во время цветения.Но слишком долгое время цветения может привести к другим проблемам. «Вам нужен правильный баланс вегетативной и репродуктивной фаз», — говорит Бюкерт.
Чтобы определить, какие признаки важны для термостойкости гороха, Бюкерт и ее коллеги скрестили два широко используемых сорта гороха: CDC Centennial и CDC Sage. Затем исследователи оценили более сотни новых сортов гороха, полученных от этого скрещивания.«Скрещивая два разных сорта гороха, вы можете получить потомство с признаками, превосходящими черты любого из родителей», — говорит Бюкерт.
Например, некоторые из потомков, протестированных в этом исследовании, были более термостойкими, чем CDC Sage или CDC Centennial.Исследователи выращивали эти новые сорта гороха в течение двух вегетационных сезонов в Саскачеване.Одна партия была засеяна в типичное время для выращивания гороха, середину мая. Вторая партия была запущена в начале июня.
Эти растения зацветают в конце года, когда температура становится выше. Это позволило исследователям проверить сорта гороха, которые росли лучше и давали более высокие урожаи в более теплую погоду.«Выявление признаков, которые делают растения гороха более устойчивыми к тепловому стрессу, — это одна из частей головоломки», — говорит Бюкерт.
Другая часть — лучшее понимание генетики этих черт.Традиционно исследователи использовали видимые признаки, такие как количество стручков, для выбора сортов сельскохозяйственных культур, которые хорошо растут в определенных условиях.
Однако нанесение на карту соответствующей генетической информации помогает сфокусировать работу. Исследователи могут определить конкретные генетические местоположения признака на генетической карте гороха.
Отсюда исследователи могут более надежно выбирать сорта сельскохозяйственных культур.«Чем больше мы сможем работать с генетическим местоположением и молекулярными методами, тем более эффективными мы будем», — говорит Бюкерт.Хотя продолжительность цветения и количество стручков являются двумя наиболее важными характеристиками термостойкости гороха, исследователи также изучают другие характеристики, которые могут внести свой вклад.
Например, «полуобезлистые сорта гороха лучше переносят тепловой стресс, чем листовые», — говорит Бюкерт.Будущие исследования будут направлены на выявление большего количества этих признаков и дальнейшее углубление нашего понимания генетической основы термостойкости гороха.