Устойчивость сорго к низким температурам – это не единый признак, а комплекс генетических механизмов, которые по-разному работают на разных стадиях развития растения. К такому выводу пришла группа немецких ученых, чье исследование опубликовано в журнале Theoretical and Applied Genetics. Это открытие объясняет, почему до сих пор не удавалось вывести сорта, стабильно переносящие холода умеренного климата, и предлагает новый подход к селекции.
Исследователи из Гайзенхаймского университета и Гиссенского университета имени Юстуса Либиха проанализировали 394 сорта сорго со всего мира. Растения выращивали в десяти разных средах в Германии и на высокогорье в Мексике (районы Сан-Хуан-дель-Рио и Тескоко), где они подвергались воздействию холода на всех этапах – от прорастания семян до созревания зерна. Анализ генома показал, что гены, отвечающие за выживание всходов при заморозках, и гены, позволяющие растению наливать зерно в прохладную погоду, практически не пересекаются. Таким образом, сорт, который хорошо переносит весенние холода, не обязательно будет продуктивен, если прохладная погода установится во время цветения.
Наиболее важным для селекционеров выводом стало обнаружение генетического компромисса. Усиление морозостойкости на ранних стадиях роста неизбежно приводит к более позднему цветению. В ходе моделирования выяснилось, что даже частичное улучшение холодоустойчивости за счет комбинирования нужных генов отодвигает цветение в среднем на 15 дней, а при более серьезных изменениях – на несколько недель. Для регионов с коротким летом такая задержка критична.
Авторы работы считают, что селекционерам необходимо отказаться от попыток вывести универсально холодостойкий сорт. Вместо этого следует вести отбор целенаправленно для конкретных условий и стадий развития, используя геномные данные для балансировки между морозостойкостью и сроками созревания. Сорго – пятая по значимости зерновая культура в мире, ценная своей засухоустойчивостью. Адаптация к прохладному климату позволит значительно расширить географию его выращивания.