У виданні Current Biology група CHAO Daiyin з Центру передового досвіду в молекулярній рослинництві Академії наук Китаю (CAS) і група TIAN Zhixi з Інституту генетики та біології розвитку CAS звітує про свій успіх: врожайність сої можна істотно підвищити за рахунок генів, які контролюють концентрації молібдену в пагонах сої.

Молібденові добрива мають неабияке значення для бобових, і зокрема для сої. Вчені припускають роль молібдену у симбіотичній фіксації азоту. Але це – теорія, яка конфліктує з практикою застосування позакореневого молібденового добрива, адже фіксація азоту бульбочками відбувається на корені. Вчені не досконало знали про природні варіації сортів сої у контексті їхнього ефективного використання молібдену. А це – ключовий фактор підвищення врожайності. Наразі останнє дослідження має допомоготи розібратись.

Науковці ідентифікували два гени, GmMOT1.1 і GmMOT1.2, використовуючи загальногеномне дослідження асоціацій та іономіку. Зазначені гени контролюють природні варіації в поглинанні та транспортуванні молібдату в соєвих бобах. Виявлено п’ять основних гаплотипів GmMOT1.1 і GmMOT1.2 у сортах сої, гаплотип 5 демонструє найвищу експресію та транспортну здатність до молібдену, тоді як гаплотип 4 демонструє найнижчу експресію та транспортну здатність. Проведена низка експериментів довела, що GmMOT1.1 і GmMOT1.2 беруть участь у поглинанні молібдату корінням і транспортуванні молібдату від кореня до пагона. Встановлено, що порушена функція GmMOT1.1 і GmMOT1.2 негативним чином впливала на врожайність сої. Посилення функції генів GmMOT1.1 і GmMOT1.2 – навпаки, значно покращила використання молібдену та врожайність сої.

Доведено, що GmMOT1.1 і GmMOT1.2 не впливають на азотфіксуючу здатність кореневих бульбочок або інші процеси асиміляції азоту в сої. Позаяк в листі сої виявлено альдегідоксидазу, яка зв’язує молібден, каталізує синтез ауксину, а каталітична активність залежить від вмісту молібдену. З посиленням функції GmMOT1.1 і GmMOT1.2 збільшується і концентрація молібдену в листі, що важливо для синтезу ауксину та зростанню листя. Це прямо впливає на врожайність сої.

Результат дослідження доводить: розпилення молібденового добрива безпосередньо на листя може збільшити виробництво сої в сільському господарстві. Окрім цього виявлено зв’язок розподілу різних гаплотипів двох наведених генів з pH ґрунту. Гіперфункціональні гаплотипи в основному поширені в кислих ґрунтах з низьким вмістом молібдену.

Гіпофункціональні зустрічаються в лужних ґрунтах з високим вмістом молібдену. Результат свідчить, що GmMOT1.1 і GmMOT1.2 можна успішно використовувати, коли йдеться про розробку молекулярних маркерів для розведення індивідуальних сортів сої, які пристосовані до різних рівнів pH ґрунту.

Вчені стверджують, що розкрили генетичну основу природних коливань вмісту молібдену в сої, і що позакореневе молібденове добриво сприяє підвищенню врожайності сої та бобових культур. Окрім цього, завдяки проведеній роботі можна ідентифікувати молекулярні маркери для спеціального розведення сої на основі pH ґрунту. Таким чином, є наукова основа для розробки більш ефективних стратегій вирощування та селекції сої.

 

 

Пропонуємо:

ЄС вимагає радикальних змін в українському сільському господарстві

ФАО: оцінка світової торгівлі зерном стала стриманішою

Російська воєнна агресія спричинила пошкодження найбільш цінних ґрунтів: вчора та сьогодні

Розмінування: скільки обстежено сільгоспугідь, дані

Зеленський: потіснили російський флот, запрацював свій морський коридор