Вчені дізналися, як спроєктувати кореневу систему пшениці та ячменя для накопичення вуглецю у ґрунті

Науковці виявили, як спроєктувати кореневу систему сільськогосподарських культур для глибшого проростання, змінюючи кут, щоб він був крутішим та сприяв отримуванню поживних речовин, необхідних для росту. Нове відкриття також може допомогти розробити нові способи захоплення вуглецю у ґрунті.

Дослідники з Університетів Ноттінгема (Великобританія) та Болоньї (Італія) виявили в ячмені та пшениці ключовий ген, який контролює кут росту коренів. Більш крутий кут коренів допомагає глибше закопувати вуглець у ґрунт, а також покращує стійкість культур до посухи. Їхні висновки були опубліковані в науковому виданні Proceedings of the National Academy of Sciences.

На зображенні — корені Morex (дикий різновид) та egt1 (мутант) у ґрунті. Фотокартка отримана за допомогою рентгенівської мікрокомп’ютерної томографії. На знімку продемонстровані значні відмінності в куті росту насіннєвого кореня. Мутантні корені демонструють більш крутий кореневий фенотип у порівнянні з диким типом. Автор: д-р Ріккардо Фузі, Ноттінгемський університет.

Команда дослідників з Ноттінгемського університету виявила, як новий ген (Enhanced Gravitropism 1 або EGT1) зазвичай контролює кут коренів, посилюючи серцевину зростаючих кінчиків коренів, що ускладнює згинання донизу. Однак після того, як цей ген зруйнували, команда використала рентгенівську мікрокомп’ютерну томографію та виявила, що кожен різний тип кореня має більш крутий кут.

Кут кореня визначає, наскільки ефективно рослини можуть захоплювати воду та поживні речовини. Наприклад, неглибокі корені найкраще вловлюють фосфат, який накопичується у верхній частині ґрунту, тоді як довгі корені більше отримують води та нітратів у глибших шарах ґрунту. Більш довгі корені також важливі для того, щоб допомогти глибше заглиблювати вуглець у ґрунт. Виявлення таких генів, як EGT1, а також того, як вони контролюють кут кореня, має вирішальне значення для розробки нових майбутніх сортів сільськогосподарських культур, здатних краще вловлювати поживні речовини та вуглець.

До складу міжнародної групи входять дослідники з Університету Аделаїди, Болонського університету та Університету штату Пенсільванія. Команда Ноттінгема була профінансована ARPA-E, стипендією BBSRC Discovery Fellowship, Європейською дослідницькою радою, Королівським товариством і нагородами Nottingham Future Food Beacon.