Канола (Oilseed Brassica napus) занимает второе место среди основных масличных культур после сои, которая доминирует в мировом производстве. Это важная культура в большинстве зернопроизводящих регионов Австралии, на которую приходится более половины австралийской масличной продукции, которая также включает сою, семена хлопчатника, арахиса и подсолнечника

Хотя Австралия является относительно небольшим производителем масличных культур по международным объемам, ее экспорт масличных славится качество. Однако внутреннего производства масличных культур недостаточно для удовлетворения спроса, поэтому его дополняет импорт.

И сегодня австралийский ученые работают над тем, чтобы создать разновидности рапса, адаптированные к жаркой и засушливой местной погоде.

Д-р Ксавье Сирао из Австралийского фонда феномологии растений и его коллеги из Университета Западной Австралии и Австралийского национального университета опубликовали на портале Australian Plant Phenomics Facility результаты своей работы, в которой исследовали роль феномики для ускорения поиска новых стрессоустойчивых признаков канолы.

(Феномика — функциональное направление генетики, посвященное изучению фенома, представляющего набор фенотипических черт индивида в виде норм реакций систем его организма).

Рапс дает высокую урожайность и сам по себе может быть прибыльной культурой, а также отличным звеном в севообороте с зерновыми или бобовыми. Масло используется в различных кулинарных и производственных целях, а рапсовая мука является ценным дополнением к корму для животных с высоким содержанием белка.

Но у канолы есть свои проблемы. Виды масличных Brassica уязвимы к жаре и стрессу, особенно на ранней репродуктивной стадии. Грибные болезни и вредители становятся все более распространенными, а сорняки, обычно встречающиеся в рапсе, приобретают устойчивость к агрохимии.

Кроме того, у канолы относительно малый генофонд, и эта ситуация усугубляется в Австралии из-за трех десятилетий закрытого повторного отбора.

Цели исследовательской группы состояли в том, чтобы проверить: (1) какие инструменты по феномике растений выявили засуху и/или тепловой стресс в масличных культурах Brassica; (2) какие инструменты феномики растений продемонстрировали различный эффект среди генотипов Brassica в их реакции на засуху и/или тепловой стресс; (3) какие измеренные признаки были связаны с биомассой или урожаем зерна генотипов и, следовательно, могут быть использованы для прогнозирования устойчивости к засухе масличных культур Brassica.

«Эта предварительная работа предоставила многообещающие феноменические возможности для ускорения интрогрессии новых аллельных комбинаций в наших питомниках для предварительного разведения», - сказал д-р Сирао.

В работе протестировали двенадцать генотипов Brassica, основанных на генетическом разнообразии и потенциальных фенотипах устойчивости к жаре и засухе.

Воздействие жаром и засухой в течение семи дней во время прорастания (ранняя стадия цветения - критический период для влияния стресса на рост растений и конечный урожай зерна) было оценено с помощью ряда инструментов фенотипирования растений, включая визуализацию всего растения, проводимость устьиц листьев, температура листьев и почек, индекс фотохимического отражения, квантовый выход фотосинтеза и газообмен листьев.

«Наши эксперименты показали, что Vcmax (максимальная скорость карбоксилирования Рубиско) и TPU (использование триозофосфата) являются двумя предполагаемыми параметрами феномики, которые можно измерить для скрининга на устойчивость к жаре и совокупного стресса от жары и засухи в семействе Brassica», - сказал ученый.

«Если результаты подтвердятся на более крупной панели образцов Brassica, команда приступит к разработке более быстрых методов, позволяющих проводить скрининг сотен потомков в предварительных исследованиях, в частности использование неинвазивных методов, таких как гиперспектральная отражательная способность, для прогнозирования Vcmax из спектра», - сказал профессор Фурбанк.

Ученые считают важным собрать обширную базу изображений растений канолы на разных стадиях вегетации и данные по количеству стручков, размера стручков и количества семян на стручок. Полученные изображения можно впоследствии использовать для диагностирования стрессовых ситуаций во избежание потерь урожая.

Зерно Он-Лайн