Новое исследование Северо-Западного университета A&F (Китай) показывает, каким образом можно улучшить как засухоустойчивость яблони, так и сладость яблок. Исследование выявляет генетический механизм, который усиливает накопление сахара и снижает потерю воды яблоками в условиях засухи.
Регулируя четыре ключевых гена вакуолярного переносчика сахара, фактор транскрипции MdDREB2A повышает уровень сахара, одновременно усиливая сигнализацию абсцизовой кислоты (АБК), обеспечивая двойное решение для повышения сладости плодов и повышения устойчивости к засухе.
Исследование показывает, что экспрессия генов MdERDL6–1, MdERDL6–2, MdTST1 и MdTST2 значительно повышается в листьях яблони во время засухи. MdDREB2A напрямую активирует эти гены, что приводит к повышению содержания сахара — глюкозы, фруктозы и сахарозы — и снижению потери воды.
Повышенная экспрессия этих генов в трансгенных растениях яблони и модельного арабидопсиса привела к улучшению удержания воды и более медленной потере воды, что является важным преимуществом для выживания в засушливых условиях.
Дополнительные данные показали, что повышенная экспрессия MdERDL6–1 сохраняет фотосинтетическую активность и усиливает способность растения бороться с активными формами кислорода (АФК) за счет повышения уровня антиоксидантных ферментов.
Эти растения также демонстрировали более выраженную АБК-сигнализацию, с более высокой экспрессией генов биосинтеза АБК и генов-ответов. Уменьшение размера устьичных щелей дополнительно способствовало минимизации потери воды, делая эти трансгенные растения более засухоустойчивыми.
«Это исследование открывает новые возможности для повышения содержания сахара и засухоустойчивости яблок, — говорит профессор Минцзюнь Ли, соавтор научной работы. — Влияя на MdDREB2A и его нижестоящие гены, мы можем повысить эффективность использования воды и сладость яблок. Такой подход может помочь производителям адаптироваться к меняющимся климатическим условиям, одновременно удовлетворяя потребительский спрос на высококачественные фрукты».
Регуляторный путь MdDREB2A–VST представляет собой ценный инструмент для создания сортов яблони, процветающих в засушливых условиях и дающих более сладкие плоды. Этот подход может быть применен и к другим культурам, открывая перспективное решение проблемы дефицита воды в мировом производстве продовольствия.
Источник: www.foodingredientsfirst.com.
