Обнаружен новый ген, увеличивающий урожайность зерновых и снижающий использование удобрений

Исследователи из Института генетики и биологии развития (Пекин) и из Оксфордского университета обнаружили ген, способный обеспечить устойчивую глобальную продовольственную безопасность.

Еще в 1960-х годах появились новые высокоурожайные карликовые сорта зерновых под названием разновидности Зеленой революции или (GRVs). Эти карликовые сорта имеют ряд преимуществ перед обычными разновидностями пшеничных и рисовых культур. У данных сортов более короткие стебли и они приносят намного больше урожая, чем более высокие растения. Они также менее восприимчивы к таким стресс-факторам, как ветер и дождь.

Но выращивание GRVs вынуждает фермеров использовать большое количество азотсодержащих удобрений. Эти удобрения являются дорогостоящими и наносят значительный ущерб окружающей среде. Сами карликовые культуры менее эффективны при использовании азота — побочный эффект белка, ингибирующего рост, который называется DELLA. Это означает, что фермеры должны применять весьма большие количества азотных удобрений для компенсации.

Во время исследования научные сотрудники сравнили 36 различных карликовых сортов риса и определили новый вариант натурального гена, который увеличивает темпы роста растений и достает азот из почвы. Обнаруженный ген увеличивает количество белка GRF4 в растительных клетках. GRF4 стимулирует активность других генов, способствуя поглощению азота и повышению урожайности.

«Мы полагали, что уменьшение баланса GRF4-DELLA в пользу GRF4 может снизить потребность в высоких уровнях удобрений при выращивании GRV. И неожиданно, мы обнаружили, что повышение уровней GRF4 привело к увеличению урожайности зерна карликовых сортов, так и риса и пшеницы, особенно при использовании минимального количества удобрений», — заявил профессор Оксфордского университета Николя Харберд.