Ученые выяснили, как защитить томаты от надвигающейся жары

Сорта томатов, которые дают урожай в очень жаркое время года, исследовали ученые из Университета Брауна. Они выяснили, когда помидоры наиболее чувствительны к жаре и какие особенности помогают растениям ее выдерживать.

Это открытие может помочь защитить урожай от проблем, связанных с изменением климата. В исследовании говорится, что сельское хозяйство сильно страдает от климатических изменений. По прогнозам, повышение температуры может привести к снижению урожая на 2,5–16% при каждом повышении температуры на один градус Цельсия.

Ученые применили знания об эволюции, чтобы понять, как можно быстрее адаптировать сорта томатов. Об этом рассказал автор исследования Сорел В. Йимга Уонкап, научный сотрудник отдела молекулярной биологии, клеточной биологии и биохимии в Брауне.

Эволюция очень долго будет отбирать томаты, способные выдержать сильную жару. При этом могут пострадать характеристики, которые делают некоторые сорта привлекательными для продажи. Например, это касается томатов сорта Хайнц.

Мы изучаем, как растения регулируют свою температуру на уровне молекул и клеток. Наша цель — улучшить эту способность у коммерческих сортов растений, чтобы они могли лучше справляться с экстремальной жарой.

По словам Уонкапа, со временем, когда условия выращивания меняются, растения могут накапливать разные механизмы устойчивости к жаре.

Профессор биологии Марк Джонсон говорит, что важно понять, как растения выдерживают очень высокие температуры. Это поможет решить проблему изменения климата.

Представьте, если бы мы могли сделать помидоры Heinz более устойчивыми к жаре, но при этом они остались такими же вкусными и красивыми, какими их привыкли видеть люди, — сказал Джонсон.

Размножение растений: подходящая область для исследований

В лаборатории Джонсона много лет изучали, как растения размножаются. Ученые знали, что жара может влиять на рост растений или развитие их органов размножения, но не было исследований о том, что происходит после попадания пыльцы на рыльце цветка.

Уонкап в своей дипломной работе решил изучить именно эту фазу — рост пыльцевой трубки. Он выбрал разные сорта томатов, которые хорошо растут в жару. Все эти сорта привезли с Филиппин, из России и Мексики. Томаты выращивали в специальном центре в университете Брауна.

Уонкап вместе с коллегами из Университета Аризоны исследовал, как жара влияет на пыльцу томатов. Он хотел понять, что происходит с генами пыльцы, когда она растет в тепле, хотя обычно растения, производящие эту пыльцу, находятся в более комфортных условиях теплицы.

Ученые выяснили, что у сортов, которые чувствительны к теплу, высокая температура в период роста пыльцевых трубок сильно снижает плодоношение и производство семян. А у сортов, устойчивых к жаре, таких как Тамаулипас, при высокой температуре пыльцевые трубки растут быстрее.

Ученые провели молекулярный анализ пыльцевых трубок сорта Тамаулипас и выяснили, какие механизмы помогают томатам справляться с жарой.

Исследователи считают, что томаты идеально подходят для изучения разных явлений. Они способны адаптироваться к экстремальным погодным условиям, поэтому ученые могут понять, как разные виды реагируют на окружающую среду.

Помидоры — это важный продукт, который выращивают во многих странах мира, например, в России, Египте, Турции. В некоторых из этих регионов бывает очень жарко.

Ученые хотят найти способы выращивать томаты в разных климатических условиях. Один из возможных способов — создать молекулу, которая поможет растениям выдерживать жару.

Фермеры используют специальный препарат, когда прогноз погоды на две недели вперед обещает жару. Этот препарат помогает пыльце растений выжить в условиях высоких температур.

Исследователи убеждены, что эта область науки уже достаточно изучена и готова к новым открытиям.

Результаты опубликованы в издании Current Biology.

09.11.2024