В июне завершился основной отбор докладов для крупнейшего Шестого международного симпозиума по азотному питанию растений (Nitrogen 2026, Германия). Ведущие мировые лаборатории представили новые данные о молекулярных механизмах и генах, которые управляют транспортировкой аминокислот и повышают эффективность использования азота (NUE) корнями.
На текущий момент (начало августа 2026 года) доступны предварительные тезисы докладов, аннотации заявленных исследований и утвержденная программа секций. На основе этих опубликованных оргкомитетом материалов и сформированы ключевые направления, которые ученые со всего мира везут на симпозиум.
Научная программа Nitrogen 2026 охватывает путь азота от почвы до готового продукта.
Исследования разделены на четыре фундаментальных блока:
- Поглощение и транспорт. Как корни распознают, захватывают и перемещают различные формы азота (нитраты, аммоний, аминокислоты) из почвы.
- Внутриклеточный метаболизм. Молекулярные цепочки усвоения азота и его превращения в аминокислоты внутри растительных клеток.
- Эффективность использования азота (NUE).Генетические стратегии, позволяющие культуре давать максимальный урожай при минимальном объеме азота в почве.
- Качество и белок. Механизмы перенаправления азота в зерно и плоды для повышения питательной ценности продуктов питания.
Программа симпозиума сформирована вокруг докладов мировых авторитетов в области растительной генетики и физиологии.
Гормональная регуляция корней. Профессор Ева Бенкова, Австрия, представит данные о том, как растительные гормоны (ауксины и цитокинины) управляют развитием корневой системы в поисках азотных зон. Модификация этих сигнальных путей позволяет выращивать разветвленные корни, способные «собирать» азот даже из самых бедных почв.
Генетика транспорта у риса и зерновых. Профессор Гуохуа Сюй из Китая представит прорывные результаты по генам-транспортерам азота. Направленное изменение активности этих генов у риса позволяет значительно повысить урожайность без увеличения доз удобрений.
Интеграция азота и углерода. Доктор Анн Крапп, Франция, продемонстрирует механизмы молекулярного контроля, связывающие фотосинтез (углерод) и азотное питание. Ее выводы доказывают, что оптимизация NUE невозможна без одновременного генетического улучшения углеродного обмена. Поскольку лето 2026 года выдалось засушливым во многих регионах мира, тезисы, заявленные доктором Анной Крапп стали особенно актуальными.
Генетики, помимо прочего, везут на обсуждение механизмы «перекрестного стресса». Традиционно гены эффективности использования азота (NUE) изучались в идеальных лабораторных условиях. Новые июньские и июльские препринты статей, которые будут защищаться на симпозиуме, доказывают: при засухе эффективность работы генов NRT падает. Ученые представят первые стрессоустойчивые генетические линии, способные удерживать высокий уровень NUE даже при дефиците влаги.
Микробиом и ризосфера. Профессор Пэн Юй, Германия, покажет, как генетика корня влияет на состав окружающих бактерий. Растения буквально «нанимают» полезную микрофлору, выделяя нужные вещества, что позволяет задерживать азот у корней и защищать его от вымывания.
Ключевой посыл симпозиума заключается в том, что потенциал простого увеличения внесения объемов удобрений исчерпан и требуются комплексные стратегии ухода от «азотной зависимости».
Будущее агротехнологий — за селекцией сортов с высоким NUE (эффективностью использования азота), в том числе с применением генетического редактирования CRISPR. Ученые переходят от теоретического изучения генов к их точному редактированию. Модификация транспортных систем растений позволяет снизить мировое потребление нитратов на 30–40% без потери урожайности. Повышение генетического контроля над азотом критически важно для выполнения Целей устойчивого развития ООН. Это поможет остановить загрязнение грунтовых вод нитратами и снизить выбросы парникового оксида азота в атмосферу.
На симпозиуме Nitrogen 2026 наибольшее количество практических генетических экспериментов заявлено для четырех ключевых сельскохозяйственных культур: риса, пшеницы, кукурузы и рапса. Ученые делают ставку на эти растения, так как они составляют основу глобальной продовольственной безопасности и потребляют больше всего азотных удобрений в мире. При этом лабораторным «полигоном» для отработки молекулярных механизмов традиционно остается модельное растение резуховидка Таля (Arabidopsis thaliana).
Рис
Рис (Oryza sativa) лидирует по числу генетических исследований на симпозиуме. Это связано с тем, что его выращивают на затопляемых полях, где азот быстро вымывается и испаряется.
Лаборатории из Китая и Японии (включая команды профессоров Гуохуа Сюя и Хитоши Сакакибары) везут большой массив данных по генам OsNRT (транспортеры нитратов) и OsAMT (транспортеры аммония). Ученые оптимизируют сигнальный путь гена OsNRT2.3b. Практические тесты на экспериментальных полях показали, что его точечная активация увеличивает поглощение азота корнями риса на 20%, повышая урожайность зерна без добавления лишней химии.
Пшеница
Пшеница (Triticum aestivum) имеет крайне сложный и объемный геном, поэтому эксперименты с ней считаются самыми трудоемкими.
В исследованиях упор сделан на гены, отвечающие за ремобилизацию (перенос) азота из стареющих листьев в колос в период созревания. Это напрямую влияет на содержание клейковины и белка в зерне. Исследовательские группы из Европы заявляют результаты работы с генами семейства NAM-1. Редактирование этих локусов позволяет ускорить отток азотных соединений в зерно, что повышает качество муки даже при выращивании пшеницы на обедненных азотом почвах.
Кукуруза
Кукуруза (Zea mays) обладает большой биомассой и требует повышенных объемов азотного питания на начальных этапах роста.
Генетики сосредоточены на архитектуре корневой системы (Crown roots) и генах, которые заставляют корень расти вглубь или вширь. В тезисах представлены исследования генов ZmRTCS и ZmNRT2.1. Модифицированные линии кукурузы формируют более густую сеть мелких прикорневых волосков в верхнем слое почвы, успевая перехватить азот сразу после весеннего внесения удобрений, пока его не смыло дождями.
Рапс
Озимый и яровой рапс (Brassica napus) — одна из самых «прожорливых» масличных культур. Физиологически он забирает из почвы много азота, но крайне неэффективно использует его для формирования семян.
Ученые работают над повышением его индекса NUE (азотной эффективности) на генетическом уровне. На симпозиуме будут представлены работы по редактированию генов BnNRT1.1. Цель экспериментов — заставить рапс не просто накапливать азот в стеблях и листьях, а максимально перерабатывать его в масло и белок в семенных стручках.
Модельный базис: резуховидка (Arabidopsis thaliana)
Хотя для фермеров это обычное сорное растение не имеет сельскохозяйственного значения, в агронауке на нем тестируются самые радикальные идеи.
На Nitrogen 2026 ученые представляют фундаментальные цепочки генов (например, регуляторы NIGT1/HRS1), которые сначала «отключают» или «усиливают» у арабидопсиса. Только после успешного подтверждения механизма эти технологии переносят с помощью систем CRISPR/Cas на пшеницу или кукурузу.
