Китайские исследователи обнаружили ген, который отвечает за устойчивость чайного куста к низким температурам. Открытие может помочь селекционерам вывести новые сорта, невосприимчивые к заморозкам, которые регулярно уничтожают урожаи на высокогорных плантациях и приводят к росту цен на сырьё.
Учёные из КНР изучили семейство генов ERF-VII у растения Camellia sinensis. Один из них, названный CsRAP2.2, показал резкую и устойчивую активность в ответ на похолодание. Дальнейшие эксперименты подтвердили его ключевую роль: когда ген принудительно «отключали», листья чая становились более уязвимыми к холоду. Напротив, при усилении его работы холодоустойчивость растений заметно возрастала.
Как выяснилось, CsRAP2.2 защищает растение сразу по трём направлениям. Он поддерживает эффективность фотосинтеза, который обычно страдает при низких температурах, предотвращает окислительное повреждение клеточных мембран и повышает общую антиоксидантную способность тканей. В своей работе, опубликованной в журнале Plant Cell Reports, исследователи назвали ген «диспетчерской вышкой», которая координирует сразу несколько программ реагирования на стресс.
Любопытно, что эволюционно семейство генов ERF-VII возникло у древних сосудистых растений для реакции на нехватку кислорода – например, при затоплении. Чайный куст за миллионы лет приспособил этот древний механизм для защиты от холода. Анализ геномов 20 различных сортов чая показал, что у них существуют разные версии этого гена. Это генетическое разнообразие даёт селекционерам материал для выведения морозостойких сортов с помощью современных методов, включая геномное редактирование.
Открытие имеет большое значение для мирового рынка чая. Производство сосредоточено в субтропических и горных регионах, где заморозки становятся всё более непредсказуемыми из-за изменений климата. Стабильные к холоду сорта позволят обезопасить урожаи и стабилизировать поставки одного из самых потребляемых напитков в мире.