Китайские ученые из Аграрного университета Ганьсу и других исследовательских центров выявили ген, который помогает яблоням выживать на почвах с низким содержанием доступного железа. Это распространенная проблема на щелочных и карбонатных почвах, где железо присутствует, но в форме, которую корни не могут усвоить. Из-за этого у деревьев развивается хлороз – желтеют листья, – ухудшается фотосинтез и падает урожайность.
Ген, получивший название MhLHCA2, входит в состав фотосинтетической системы. Исследователи выяснили, что он также помогает растению справляться с нехваткой железа сразу по нескольким направлениям. Он не только защищает клетки от окислительного стресса, но и усиливает способность корней поглощать железо из почвы.
Ученые работали с клеточными культурами и саженцами яблони. В одних экспериментах они искусственно повышали активность гена, в других – временно подавляли его работу, чтобы оценить его влияние в условиях дефицита железа. Клеточные культуры с усиленной работой гена справлялись с нехваткой железа заметно лучше контрольной группы. В них сохранялась более высокая активность антиоксидантных ферментов, а клеточные мембраны повреждались меньше. Кроме того, эти клетки эффективнее преобразовывали нерастворимое железо в усвояемую форму и активнее его накапливали.
Напротив, у саженцев с подавленной функцией гена эффективность фотосинтеза при нехватке железа резко падала. У этих растений также хуже развивалась корневая система, и они накапливали больше вредных соединений, возникающих при стрессе.
Результаты исследования опубликованы в журнале BMC Plant Biology. Они открывают путь к выведению новых сортов яблонь, устойчивых к дефициту железа, что может снизить зависимость аграриев от дорогостоящих и не всегда эффективных удобрений. В то же время авторы подчеркивают, что работа велась в лабораторных условиях. Чтобы подтвердить выводы, потребуются длительные полевые испытания на взрослых деревьях, прежде чем открытие можно будет применять в селекции.