Учёные из Синьцзянского университета и Академии сельскохозяйственных наук Синьцзян-Уйгурского автономного района КНР выявили у томатов ген, который помогает им переносить засуху и быстрее восстанавливаться после возобновления полива. Ген-регулятор SlbHLH70 координирует гормональные сигналы, реакцию на стресс и рост корней, что позволяет растениям оставаться продуктивными в условиях дефицита влаги.
Открытие имеет большое значение для сельского хозяйства, где засуха остаётся одним из самых разрушительных факторов. Она замедляет фотосинтез, подавляет рост и снижает урожайность. Томаты особенно уязвимы, так как требуют стабильного водоснабжения в течение всего вегетационного периода. Чтобы проверить роль гена SlbHLH70, исследователи создали генетически модифицированные растения с повышенной активностью этого гена, а также томаты, у которых ген был отключён с помощью технологии CRISPR/Cas9. После имитации сильной засухи и последующего полива выжили около 60% растений с усиленным геном, тогда как в контрольной группе дикого типа – менее 40%. Томаты с отключённым геном пострадали сильнее всего.
Результаты эксперимента показывают, что SlbHLH70 напрямую отвечает за устойчивость к обезвоживанию. Молекулярный анализ выявил, что этот ген управляет целой сетью из более чем 150 других генов. В частности, он регулирует выработку и передачу сигналов абсцизовой кислоты – ключевого растительного гормона, который помогает закрывать поры на листьях для сокращения испарения влаги. Одновременно SlbHLH70 стимулирует накопление жасмоновой кислоты, отвечающей за общую стрессоустойчивость, и активирует гены, которые отвечают за развитие корневой системы. У модифицированных растений корни росли активнее, что позволяло им добывать воду из более глубоких слоёв почвы.
По мнению авторов исследования, ген SlbHLH70 может стать основой для селекции новых сортов томатов, адаптированных к засушливому климату. Однако работа проводилась в лабораторных условиях. Теперь необходимы полевые испытания, чтобы выяснить, как повышенная активность гена повлияет на урожайность и качество плодов в реальных агроклиматических условиях. Успешные результаты могут предложить аграриям эффективный инструмент для защиты продовольственного производства в условиях глобального изменения климата.