Учёные обнаружили у лекарственного дикого риса Oryza officinalis ген, который помогает растению избегать повреждений от высоких температур в самый чувствительный период развития — во время цветения.
Речь идёт о гене EMF3, или Early Morning Flowering 3. Его особый вариант, emf3-1D, способен сдвигать цветение риса примерно на 1,5 часа раньше обычного времени. Благодаря этому растение раскрывает цветки ранним утром, когда температура воздуха ещё ниже, и снижает риск теплового стресса.
Открытие сделали специалисты Национальной организации сельскохозяйственных и пищевых исследований Японии, других японских научных институтов и Международного института исследований риса. Результаты исследования опубликованы в журнале Plant Biotechnology Journal.
Почему это важно для рисоводства.
Рис является основным продуктом питания для более чем половины населения планеты. При этом изменение климата всё сильнее влияет на устойчивость сельского хозяйства.
2024 год стал самым жарким за всю историю наблюдений. Средняя температура поверхности Земли превысила доиндустриальный уровень на 1,60°C. Это означает, что экстремальная жара и волны высоких температур будут всё чаще создавать риски для урожайности основных сельскохозяйственных культур.
Для риса особенно опасен период цветения. Обычно культура цветёт с 10 утра до полудня. В это время в ряде стран Азии и Африки температура может достигать суточного максимума — около 33–35°C. Если тепловой стресс совпадает с цветением, нарушается оплодотворение, повышается стерильность колосков и снижается формирование зерна.
Именно поэтому способность растения «уходить» от жары за счёт более раннего цветения может стать важным инструментом адаптации риса к новым климатическим условиям.
Что известно о лекарственном диком рисе.
Oryza officinalis, или лекарственный дикий рис, — дикорастущий диплоидный вид риса, распространённый в Азии и Океании. Он представляет большую ценность для селекции, поскольку обладает устойчивостью к ряду болезней и вредителей.
Этот вид рассматривается как природный генетический резервуар для улучшения культурного риса Oryza sativa.
Кроме того, лекарственный дикий рис отличается мощным ростом, высокой фотосинтетической активностью и способностью накапливать значительную биомассу. Одним из наиболее интересных признаков стала его способность изменять время цветения, чтобы избежать повреждений от жары.
Как работает ген EMF3.
Ген EMF3 влияет на время раскрытия цветков. Вариант emf3-1D переносит цветение на более раннее утро — примерно на 1,5 часа раньше обычного.
За счёт этого рис проходит критическую стадию оплодотворения до наступления пиковых дневных температур. В жарких тропических и субтропических регионах такой механизм может значительно повысить фертильность колосков и сохранить урожайность.
Важно, что EMF3 не меняет общий характер роста растения и не снижает продуктивность при нормальных температурных условиях. То есть сорт получает дополнительную устойчивость к жаре без потери ключевых хозяйственных признаков.
Новый инструмент для селекции.
По словам исследователей, аллель emf3-1D не был обнаружен у других известных сортов риса. Это делает его редким и перспективным генетическим вариантом для селекционных программ.
Учёные считают, что этот признак можно использовать в популярных группах риса, включая индику и японику. Он также может быть полезен при производстве гибридных семян, где важно согласовать время раскрытия цветков родительских линий.
Сейчас исследователи уже внедряют emf3-1D в широко распространённые сорта риса, включая IR64, Swarna, Pusa Basmati, TDK1, Sahel 329, Caiapo и Toyomeki. Эти линии рассматриваются как прототипы будущих сортов, способных сохранять фертильность зерна даже при высоких температурах.
Перспективы для генной инженерии и маркерной селекции.
Открытие EMF3 даёт селекционерам новый инструмент для создания жароустойчивых сортов риса. Внедрение нужного аллеля может проводиться с помощью ДНК-маркеров, что позволяет быстрее отбирать растения с признаком раннего утреннего цветения.
Кроме того, исследователи отмечают перспективы применения современных методов редактирования генома, включая прайм-редактирование. Такие технологии могут ускорить перенос признака emf3-1D в элитные сорта риса, предназначенные для тропических, субтропических и умеренных рисовых экосистем.
Это особенно важно на фоне роста мирового спроса на рис. По прогнозам, к 2033 году потребность в этой культуре может увеличиться на 12% по сравнению с уровнем 2021–2023 годов.
Значение открытия для продовольственной безопасности.
Разработка сортов риса, способных избегать теплового стресса во время цветения, может стать одним из ключевых направлений адаптации сельского хозяйства к изменению климата.
В отличие от обычных подходов, направленных на повышение общей стрессоустойчивости, ген EMF3 помогает растению изменить поведение во времени: рис просто цветёт раньше, до наступления самой опасной жары.
Такой механизм не требует изменения всей физиологии растения, но позволяет защитить самый уязвимый этап формирования урожая.
Краткий вывод:
У лекарственного дикого риса Oryza officinalis обнаружен ген EMF3, который сдвигает цветение примерно на 1,5 часа раньше и помогает растению избежать теплового стресса. Это открытие может ускорить создание новых сортов риса, устойчивых к жаре, и стать важным вкладом в глобальную продовольственную безопасность.
Речь идёт о гене EMF3, или Early Morning Flowering 3. Его особый вариант, emf3-1D, способен сдвигать цветение риса примерно на 1,5 часа раньше обычного времени. Благодаря этому растение раскрывает цветки ранним утром, когда температура воздуха ещё ниже, и снижает риск теплового стресса.
Открытие сделали специалисты Национальной организации сельскохозяйственных и пищевых исследований Японии, других японских научных институтов и Международного института исследований риса. Результаты исследования опубликованы в журнале Plant Biotechnology Journal.
Почему это важно для рисоводства.
Рис является основным продуктом питания для более чем половины населения планеты. При этом изменение климата всё сильнее влияет на устойчивость сельского хозяйства.
2024 год стал самым жарким за всю историю наблюдений. Средняя температура поверхности Земли превысила доиндустриальный уровень на 1,60°C. Это означает, что экстремальная жара и волны высоких температур будут всё чаще создавать риски для урожайности основных сельскохозяйственных культур.
Для риса особенно опасен период цветения. Обычно культура цветёт с 10 утра до полудня. В это время в ряде стран Азии и Африки температура может достигать суточного максимума — около 33–35°C. Если тепловой стресс совпадает с цветением, нарушается оплодотворение, повышается стерильность колосков и снижается формирование зерна.
Именно поэтому способность растения «уходить» от жары за счёт более раннего цветения может стать важным инструментом адаптации риса к новым климатическим условиям.
Что известно о лекарственном диком рисе.
Oryza officinalis, или лекарственный дикий рис, — дикорастущий диплоидный вид риса, распространённый в Азии и Океании. Он представляет большую ценность для селекции, поскольку обладает устойчивостью к ряду болезней и вредителей.
Этот вид рассматривается как природный генетический резервуар для улучшения культурного риса Oryza sativa.
Кроме того, лекарственный дикий рис отличается мощным ростом, высокой фотосинтетической активностью и способностью накапливать значительную биомассу. Одним из наиболее интересных признаков стала его способность изменять время цветения, чтобы избежать повреждений от жары.
Как работает ген EMF3.
Ген EMF3 влияет на время раскрытия цветков. Вариант emf3-1D переносит цветение на более раннее утро — примерно на 1,5 часа раньше обычного.
За счёт этого рис проходит критическую стадию оплодотворения до наступления пиковых дневных температур. В жарких тропических и субтропических регионах такой механизм может значительно повысить фертильность колосков и сохранить урожайность.
Важно, что EMF3 не меняет общий характер роста растения и не снижает продуктивность при нормальных температурных условиях. То есть сорт получает дополнительную устойчивость к жаре без потери ключевых хозяйственных признаков.
Новый инструмент для селекции.
По словам исследователей, аллель emf3-1D не был обнаружен у других известных сортов риса. Это делает его редким и перспективным генетическим вариантом для селекционных программ.
Учёные считают, что этот признак можно использовать в популярных группах риса, включая индику и японику. Он также может быть полезен при производстве гибридных семян, где важно согласовать время раскрытия цветков родительских линий.
Сейчас исследователи уже внедряют emf3-1D в широко распространённые сорта риса, включая IR64, Swarna, Pusa Basmati, TDK1, Sahel 329, Caiapo и Toyomeki. Эти линии рассматриваются как прототипы будущих сортов, способных сохранять фертильность зерна даже при высоких температурах.
Перспективы для генной инженерии и маркерной селекции.
Открытие EMF3 даёт селекционерам новый инструмент для создания жароустойчивых сортов риса. Внедрение нужного аллеля может проводиться с помощью ДНК-маркеров, что позволяет быстрее отбирать растения с признаком раннего утреннего цветения.
Кроме того, исследователи отмечают перспективы применения современных методов редактирования генома, включая прайм-редактирование. Такие технологии могут ускорить перенос признака emf3-1D в элитные сорта риса, предназначенные для тропических, субтропических и умеренных рисовых экосистем.
Это особенно важно на фоне роста мирового спроса на рис. По прогнозам, к 2033 году потребность в этой культуре может увеличиться на 12% по сравнению с уровнем 2021–2023 годов.
Значение открытия для продовольственной безопасности.
Разработка сортов риса, способных избегать теплового стресса во время цветения, может стать одним из ключевых направлений адаптации сельского хозяйства к изменению климата.
В отличие от обычных подходов, направленных на повышение общей стрессоустойчивости, ген EMF3 помогает растению изменить поведение во времени: рис просто цветёт раньше, до наступления самой опасной жары.
Такой механизм не требует изменения всей физиологии растения, но позволяет защитить самый уязвимый этап формирования урожая.
Краткий вывод:
У лекарственного дикого риса Oryza officinalis обнаружен ген EMF3, который сдвигает цветение примерно на 1,5 часа раньше и помогает растению избежать теплового стресса. Это открытие может ускорить создание новых сортов риса, устойчивых к жаре, и стать важным вкладом в глобальную продовольственную безопасность.