Механизмы адаптаций растений в условиях муссонного климата на примере Vigna unguiculata (L.) Walp.
Е.А. Крылова1, О.А. Чунихина2, М.О. Бурляева1, Е.К. Хлёсткина1
1Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР), Санкт-Петербург, Россия
2Дальневосточная опытная станция — филиал ВИР, Владивосток, Россия
Вигна (Vigna unguiculata (L.) Walp.) — одна из важнейших зернобобовых культур в мировом сельском хозяйстве. В условиях открытого грунта этот вид успешно возделывается в Краснодарском крае, Ростовской обл., в Прикаспийской низменности, на Алтае, на юге Приморского края. Было показано, что сорта, имеющие в европейской части РФ кустовую форму, в связи с особенностями климатических условий Дальнего Востока становятся лианами с индетерминантным типом роста. Механизмы адаптации растений к условиям повышенной влажности воздуха изучены недостаточно. Цель исследования — выявление в условиях повышенной влажности воздуха дифференциально экспрессирующихся генов у образцов, отличающихся по типу роста стебля. Кроме этого, в 2019-2022 гг. на Дальневосточной опытной станции ВИР нами проведено изучение изменчивости морфологических признаков вигны. Материалом послужили образцы из коллекции ВИР. Было показано, что на изменчивость признаков, в том числе на длину растения, достоверно влияло количество осадков и влажность воздуха. По результатам факторного анализа разделение образцов в условиях муссонного климата в большей степени было обусловлено особенностями генотипа, в меньшей — погодными условиями. У сорта ´Лянчихе´ варьирование длины растения при разной погоде было минимальным, при этом сохранялась достаточно компактная форма куста. ´Лянчихе´ и образцы с индетерминантным типом роста были выбраны в качестве модели для сравнительных транскриптомных исследований. Всего было проанализировано 7542 генов со статистически значимой экспрессией, из которых экспрессия 1697 генов возрастала, а 1933 генов снижалась более чем в 2 раза. ДЭГи, связанные с метаболизмом и сигналлингом жасмоновой кислоты, вероятно, играют ключевую роль в поддержании компактной архитектоники куста в условиях муссонного климата. Дальнейший поиск и выявление молекулярных механизмов, определяющих детерминантный тип роста стебля вигны при повышенной влажности воздуха, позволят перейти к более эффективному и быстрому созданию новых сортов, пригодных к механизированному возделыванию и отличающихся компактной архитектоникой куста в условиях Приморья.
Исследование выполнено при финансовой поддержке проекта РНФ № 21-66-00012.
|
|