Міжнародна команда дослідників з University of Oxford, Nanjing Agricultural University та Institute of Genetics and Developmental Biology ідентифікувала ген, який дозволяє рису зберігати високу врожайність навіть за зниженого внесення азотних добрив. Результати дослідження опубліковані в журналі Science.
Суть відкриття
Вчені встановили, що ген WRINKLED1a відіграє ключову роль у регулюванні балансу між розвитком кореневої системи та надземної частини рослини за умов дефіциту азоту.
У лабораторних і польових дослідженнях:
- рослини без функціональної версії гена втрачали здатність ефективно розвивати корені при низькому вмісті азоту;
- рослини з посиленою експресією гена демонстрували активніший ріст як коренів, так і пагонів;
- у трьох польових випробуваннях у провінціях Хайнань та Аньхой (Китай) врожайність зросла до 23,7% при низькому внесенні азоту (120 кг/га) та 19,9% при високому (300 кг/га).
Загалом приріст врожаю сягав до 24%.
Дослідники використали природну більш активну версію гена та інтегрували її в інші лінії рису шляхом традиційної селекції, без застосування трансгенних технологій.
Чому це важливо для України
Хоча рис не є основною культурою для України, питання ефективного використання азоту надзвичайно актуальне для:
- пшениці,
- кукурудзи,
- ячменю,
- ріпаку.
Після різкого подорожчання мінеральних добрив у 2022–2024 роках українські аграрії активно шукають способи зниження витрат без втрати врожайності. Зменшення норм внесення азоту навіть на 15–20% без втрати продуктивності могло б суттєво вплинути на економіку господарств.
Потенційні вигоди для українських виробників:
- зниження витрат на добрива,
- менше азотного навантаження на ґрунти,
- зменшення ризиків нітратного забруднення вод
стабільність врожаю за умов дефіциту живлення.
Перспективи для селекції польових культур
Механізм регуляції балансу «корінь–пагін» є універсальним для більшості злакових культур. Тому відкриття може:
- стимулювати пошук аналогічних генів у пшениці та кукурудзі;
- прискорити розробку сортів з підвищеною азото-ефективністю;
- стати основою для нових програм маркерної селекції.
Для України це особливо актуально в умовах:
- обмежених фінансових ресурсів агросектору;
- зростання екологічних вимог з боку ЄС;
- необхідності адаптації до кліматичних змін.
Глобальний контекст
За оцінками ФАО, азотні добрива забезпечують до 40% світового врожаю зернових, однак їх надмірне використання спричиняє значні екологічні втрати. Розробка культур, здатних ефективніше використовувати азот, може стати одним із ключових напрямів забезпечення глобальної продовольчої безпеки.
Отже, відкриття гена WRINKLED1a відкриває нові можливості для створення сортів із підвищеною ефективністю використання азоту.
Для України це не лише наукова новина, а потенційний стратегічний напрям селекції, який дозволить зменшити залежність від дорогих добрив і підвищити конкурентоспроможність аграрного сектору.
