Ученые из китайской провинции Хунань обнаружили в масличной камелии (Camellia oleifera) ген, который комплексно управляет защитой растения от засухи. В лабораторных условиях ген, получивший название CoRVE1, повысил выживаемость растений при нехватке воды с 20% до 86%. Исследование, опубликованное в журнале BMC Plant Biology, открывает путь к созданию более устойчивых сортов этой важной для Китая масличной культуры.
Масличная камелия – одна из ключевых древесных сельхозкультур в Китае, из её семян производят пищевое масло. Урожайность плантаций часто снижается из-за засухи, и эта проблема усугубляется на фоне климатических изменений. Ранее было известно, что гены семейства REVEILLE, к которому относится CoRVE1, участвуют в реакции растений на стресс, но их функции у масличной камелии до сих пор не изучали.
Для проверки функции гена исследователи встроили его в геном резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) – стандартного модельного растения в генетике. Модифицированные растения не только выживали в засуху в четыре раза чаще контрольной группы, но и медленнее теряли влагу. При этом они продолжали нормально расти в стрессовых условиях, что говорит о комплексной защите, которая не подавляет развитие растения.
Анализ показал, что CoRVE1 усиливает в растении сразу несколько защитных механизмов. Ген заставляет клетки активнее вырабатывать антиоксидантные ферменты, которые нейтрализуют вредные соединения, накапливающиеся при обезвоживании, и защищают клеточные мембраны от повреждений. Также улучшается осморегуляция: клетки эффективнее поддерживают внутренний водный баланс, накапливая защитные вещества, например аминокислоту пролин и сахара.
На молекулярном уровне CoRVE1 запускает работу целой сети генов, отвечающих за реакцию на засуху, и заставляет растение синтезировать абсцизовую кислоту – ключевой гормон стресса. Это подтверждает, что ген действует как «главный выключатель» для системы защиты, а не влияет на какой-то один процесс. Обнаруженный ген может стать ценным инструментом в селекции и генной инженерии для адаптации древесных масличных культур к меняющемуся климату.