Найсуворіша пустеля Землі може стати ключем до їжі майбутнього

Це генетична золота жила

Нелегко жити в невблаганній пустелі Атакама в Чилі: суворому та ворожому місці, відомому як найсухіша неполярна пустеля на планеті.

Проте, незважаючи ні на що, життя якимось чином виживає у цих безплідних пустках, історія яких налічує тисячі років.

Виявлення механізмів, які стоять за цими малоймовірними успіхами, - завдання, яке сьогодні важливіше, ніж, можливо, колись раніше, оскільки воно може розкрити секрети вирощування продуктів харчування у світі, який з кожним роком стає дедалі спекотнішим і сухішим. Про це пише Science Alert.

У новому дослідженні вчені виявили деякі з цих прихованих хитрощів, виявивши генетичні основи ряду адаптацій, які дозволяють рослинному життю процвітати навіть у екстрамальних умовах пустелі Атакама.

«В епоху прискореної зміни клімату вкрай важливо розкрити генетичну основу для підвищення врожайності та стійкості сільськогосподарських культур у посушливих та бідних поживними речовинами умовах», - каже біолог за системами рослин Глорія Коруцці з Нью-Йоркського університету.

Протягом 10 років Коруцці та міжнародна група дослідників вивчала рослинний світ Атаками у 22 місцях у пустельному ландшафті, як на місці, так і за його межами – обережно переправляючи зразки рослин та ґрунту назад до лабораторії, щоб зберегти їх для геномного аналізу.

«Мета полягала в тому, щоб використовувати це еволюційне дерево, засноване на послідовностях геному, для виявлення змін в амінокислотних послідовностях, закодованих в генах, що підтримують еволюцію адаптації рослин Атакама до умов пустелі», - говорить Коруцці.

Методика порівняння – приклад так званої філогеноміки – дала 265 позитивно відібраних генів, припускаючи, що вони корелювали з мутаціями, які можуть дати переваги у пустелі Атакама.

Вже відомо, що гени, які позитивно відібрані у рослин пустелі Атакама, дозволяють арабідопсису витримувати високий радіаційний та температурний стрес, регулювати розвиток квіток та час цвітіння, допомагають захищатися від патогенів та допомагають поглинати воду та поживні речовини.

Це звучить майже як еволюційний набір інструментів для того, як вижити рослині в одному з найнесприятливіших середовищ на Землі, і хороша новина полягає в тому, що частину тієї ж генетики можна знайти і у видах харчових культур.

Робота «має безпосереднє відношення до регіонів по всьому світу, які стають все більш посушливими, з такими факторами, як посуха, екстремальні температури, а також наявність солі у воді та ґрунті, що становлять значну загрозу для глобального виробництва продуктів харчування», - каже старший автор та біолог за системами рослин Родріго Гут'єррес із Папського католицького університету Чилі.

«Оскільки деякі рослини Атаками тісно пов'язані з основними культурами, у тому числі зерновими, бобовими та картоплею, виявлені нами гени-кандидати є генетичною золотою жилою для створення більш стійких культур, що є необхідністю з урахуванням зростаючого опустелювання нашої планети», - додав біолог.