Международен екип от учени е открил генетичен механизъм в семената

Международен екип от учени е разкрил генетичен механизъм в семената на ечемика, който може да помогне за отбрана на международните хранителни доставки от последствията от изменението на климата. Изследването е разпознало биологичен „ таймер “, който дефинира по кое време едно семе се „ разсънва “ и стартира да покълва. Откритието предлага благоприятни условия за „ планиране “ на устойчиви на стрес култури.

Учените са се фокусирали върху феномена на покой на семената – естествено положение, при което семената не покълват даже при удобни условия. Това е значимо за селското стопанство: в случай че семената се разсънят прекомерно рано, те могат да покълнат преди прибиране на реколтата, което понижава качеството на зърното и води до загуби от над 1 милиарда $ годишно. В същото време прекомерно дългият покой пречи на идната годишна продукция да бъде засадена в точния момент.

Изследователите са разпознали гена MKK3 като основен регулатор на интервала на хибернация. Броят на копията на гена и равнището на неговата интензивност дефинират продължителността на „ съня “ на семената. Колкото повече са копията, толкоз по-кратък е интервалът на хибернация и по-бързо поникване. Това е един тип „ будилник “ за семената.

Анализите на повече от 1000 проби ечемик от целия свят демонстрират, че естественият асортимент в другите райони е довел до появяването на разнообразни разновидности на гена MKK3. В дъждовните региони на Източна Азия семената са развили „ тиха “ версия на гена, която им разрешава да останат неподвижен по време на дъждовния сезон. В Северна Европа античните викинги са селектирали ечемик с къс интервал на покой, тъй че семената да покълват бързо и отмерено, което е било значимо за производството на висококачествена бира.

Учените обръщат особено внимание на един неповторим вид ечемик, наименуван zinca, или холозърнест ечемик, който пораства на Цинхай-Тибетското плато. При този вид MKK3 работи на оптималната мощ, което кара семената да покълват съвсем незабавно. Периодът им на покой е доста къс, а степента на поникване е една от най-високите в света. Всичко това с помощта на дългогодишната селекция, която приспособява ечемика към суровите условия на района.

Климатът на платото е необработен: от септември до октомври постоянно има студове. Поради това земеделските стопани прибират зърното, преди да е изцяло узряло, и го обработват след прибирането му – сушене на въздух, печене и мелене. Това разрешава съхраняването на зърното през зимата и бързото произвеждане на кълнове след засяването му, даже при висока надморска височина и ниски температури.

Откриването на гена MKK3 дава благоприятни условия за „ планиране “ на култури, които са устойчиви на климатичен стрес. В бъдеще откривателите възнамеряват да употребяват антични генетични разновидности за модерни сортове, тъй че растенията да могат да се развиват при изменящ се климат и непредсказуемо време.