Исследователи из Института Джеймса Хаттона в Шотландии под руководством доктора Роба Хэнкока, заместителя директора Центра перспективного роста растений, выявили germin3 как критический белок, регулирующий образование клубней картофеля при высоких температурах. Это открытие проливает свет на десятилетнюю тайну: как транспорт сахара и сигналы окружающей среды контролируют переход от роста столона к развитию клубня.
Наука, лежащая в основе формирования клубней
Клубни картофеля развиваются из подземных стеблей, называемых столонами, процесс, запускаемый сигналами, полученными из листьев, которые стимулируют набухание и накопление сахара. Хотя транспорт сахарозы через флоэму давно известен как ключевая роль, точный механизм регулирования оставался неясным — до сих пор.
Последние результаты, опубликованные в Физиология растений (2024), показывают, что germin3 действует как молекулярный переключатель, ускоряя инициацию клубня при искусственной активации. Удивительно, но эксперименты показали, что:
- Темнота усиливает клубнеобразование, тогда как внешнее внесение сахара задерживает его.
- Гермин3 действует в ответ на сигналы листьев, чувствительные к температуре, влияя не только на формирование клубней, но и на фазы цветения и покоя.
Последствия для климатически устойчивого сельского хозяйства
С ростом глобальной температуры (2023 год был самым жарким годом за всю историю наблюдений (НАСА)) тепловой стресс представляет собой растущую угрозу для урожайности картофеля, который в настоящее время кормит более миллиарда человек во всем мире (ФАО, 2024). Манипулируя germin3, ученые могли бы вывести или сконструировать картофель, который будет процветать в более теплых условиях, потенциально увеличивая урожайность 15-20% в регионах, подверженных воздействию жары (по оценкам Института Хаттона).
Более того, это исследование выходит за рамки картофеля. Такие белки, как germin3 могут предложить аналогичные адаптивные преимущества и другим клубневым культурам, таким как ямс и маниока, которые являются основными продуктами питания в тропическом климате.
Революционный подход к устойчивому земледелию
Открытие germin3Роль открывает двери для климатически-умных сортов картофеля и подчеркивает важность фундаментальной науки о растениях в решении проблемы продовольственной безопасности. По мере усиления волн тепла интеграция таких прорывов в агрономические методы будет иметь важное значение как для фермеров, так и для селекционеров.
