Небо без дождей. Истощение запасов воды. Высохшие растения. Засухи и нехватка воды угрожают экономике, снабжению продовольствием и даже жизни людей. И в связи с беспрецедентными засухами за последние 1200 лет и, вероятно, их наступлением, ученые уже давно стремятся помочь фермерам, сделав их посевы более устойчивыми к засухе.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, ботаники разработали новую стратегию перепрограммирования растений, чтобы они лучше работали во время засухи. Все началось с естественной техники борьбы с засухой: они вырабатывают гормон под названием абсцизовая кислота (АБК), когда им не хватает воды. ABA закрывает устьица растения (клетки, которые пропускают и выводят углекислый газ), предотвращая потерю воды. В 2009 году Шон Катлер и его команда из Калифорнийского университета в Риверсайде определили белки, отвечающие за эти реакции, как объясняет Nature News .
Но, как сказал Катлер газете Los Angeles Times, простое опрыскивание растений ABA для предотвращения потери воды слишком дорого, а соединение настолько хрупкое, что «не пригодно для использования в сельском хозяйстве». Поэтому он и его команда нашли другое решение - генетически модифицирующие растения для реагирования на фунгицид под названием мандипропамид. Изменяя белковые рецепторы растения, команда Катлера смогла эффективно перепрограммировать растение, чтобы оно реагировало на мандипропамид, контролируемый человеком стимул, точно так же, как это происходило бы с его собственной естественной АБА. Короче говоря, они создали своего рода выключатель для защиты растений от засухи.
Однако у Катлера есть недостаток:
[W] закрытие устьиц не дает растениям терять воду, а также препятствует их росту.
«Ответ, который мы получаем, подобен нажатию кнопки паузы», - сказал он. «Недостатком является то, что вы также приостанавливаете рост».
Хотя Катлер и его команда с оптимизмом смотрят на потенциал смены засухи, другие не уверены в этом. Ботаник Джон Пассиура говорит Nature, что он обеспокоен влиянием техники на температуру растений. Он задается вопросом, будет ли метод более выгодным, чем технологии, которые вместо этого модулируют использование азота растением.
Новое открытие является последним в ряду инноваций, которые могут изменить то, как растения реагируют на засуху. Исследователи полны идей о том, как заставить растения переносить более низкие уровни воды, от грибка до генов «термостата» и бактериального праймирования. Как и в любом исследовании ГМО, не все уверены, что это хорошая идея. И есть свидетельства того, что растения, выращенные обычными способами противостоять засухе, так же хороши в работе, если не лучше, чем генно-инженерные. Но, с ухудшением засухи в будущем, трудно отклонить любую новую идею для создания действительно терпимого к засухе завода.
