Хранителна сигурност 2025: Открита е възможност за създаване на култури, които са устойчиви на климатичните промени

Международен екип от учени е открил генетичен механизъм в семената на ечемика, който може да помогне за защита на световните хранителни доставки от последиците от изменението на климата. Изследването е идентифицирало биологичен „таймер“, който определя кога едно семе се „събужда“ и започва да покълва. Откритието предлага възможности за „проектиране“ на устойчиви на стрес култури.

Учените са се фокусирали върху феномена на покой на семената – естествено състояние, при което семената не покълват дори при благоприятни условия. Това е важно за селското стопанство: ако семената се събудят твърде рано, те могат да покълнат преди прибиране на реколтата, което намалява качеството на зърното и води до загуби от над 1 млрд. долара годишно. В същото време твърде дългият покой пречи на следващата реколта да бъде засадена навреме.

Изследователите са идентифицирали гена MKK3 като ключов регулатор на периода на хибернация. Броят на копията на гена и нивото на неговата активност определят продължителността на „съня“ на семената. Колкото повече са копията, толкова по-кратък е периодът на хибернация и по-бързо покълване. Това е един вид „будилник“ за семената.

Анализите на повече от 1000 проби ечемик от целия свят показват, че естественият подбор в различните региони е довел до появата на различни варианти на гена MKK3. В дъждовните райони на Източна Азия семената са развили „тиха“ версия на гена, която им позволява да останат в покой по време на дъждовния сезон. В Северна Европа древните викинги са селектирали ечемик с кратък период на покой, така че семената да покълват бързо и равномерно, което е било важно за производството на висококачествена бира.

Учените обръщат специално внимание на един уникален сорт ечемик, наречен zinca, или холозърнест ечемик, който расте на Цинхай-Тибетското плато. При този сорт MKK3 работи на максимална мощност, което кара семената да покълват почти веднага. Периодът им на покой е много кратък, а степента на покълване е една от най-високите в света. Всичко това благодарение на дългогодишната селекция, която адаптира ечемика към суровите условия на региона.

Климатът на платото е суров: от септември до октомври често има студове. Поради това земеделските стопани прибират зърното, преди да е напълно узряло, и го обработват след прибирането му – сушене на въздух, печене и смилане. Това позволява съхраняването на зърното през зимата и бързото производство на кълнове след засяването му, дори при висока надморска височина и ниски температури.

Откриването на гена MKK3 предоставя възможности за „проектиране“ на култури, които са устойчиви на климатичен стрес. В бъдеще изследователите планират да използват древни генетични варианти за съвременни сортове, така че растенията да могат да се развиват при променящ се климат и непредсказуемо време.