Использование способности растений “ определять время ” для повышения устойчивости производства продуктов питания

Кембриджские ученые-растениеводы говорят, что гены циркадных часов, которые позволяют растениям измерять суточные и сезонные ритмы, должны быть нацелены в сельском хозяйстве и селекции сельскохозяйственных культур для повышения урожайности и более устойчивого ведения сельского хозяйства.


Как и у людей, у растений есть «внутренние часы», которые следят за ритмами окружающей их среды. Авторы опубликованного сегодня исследования говорят, что теперь генетическая основа этой циркадной системы хорошо изучена, и есть улучшенные генетические инструменты для ее модификации, следует использовать в сельском хозяйстве – процесс, который они описывают как «хронокультура», – чтобы способствовать глобальной продовольственной безопасности.

«Мы живем на вращающейся планете, и это оказывает огромное влияние на нашу биологию – и на биологию растений. Мы обнаружили, что растения растут намного лучше, когда их внутренние соответствуют окружающей среде, в которой они растут», – сказал Профессор Алекс Уэбб, заведующий кафедрой передачи сигналов в клетках факультета наук о растениях Кембриджского университета и старший автор отчета.

Циркадные растения играют важную роль в регулировании многих функций, влияющих на урожай, включая время цветения, фотосинтез и использование воды. Гены, контролирующие циркадный ритм, одинаковы у всех основных сельскохозяйственных культур, что делает их потенциальной мишенью для селекционеров, желающих получить больший контроль над этими функциями.

Хронокультура также может применяться путем адаптации методов выращивания сельскохозяйственных культур к оптимальному времени суток, чтобы сократить требуемые ресурсы. Исследование опубликовано сегодня в журнале. Наука.

По словам ученых, самым простым и легким подходом было бы использование данных о внутренних часах растений для внесения воды, гербицидов или пестицидов в наиболее эффективное время дня или ночи. Недорогие технологии, включая беспилотные и датчики, могут круглосуточно собирать информацию о росте и здоровье растений. Затем фермеры могли получить совет о том, когда лучше всего применять обработки для их конкретных культур, с учетом их точного местоположения и погодных условий.

«Из лабораторных экспериментов мы знаем, что полив растений или применение пестицидов может быть более эффективным в определенное время дня, а это означает, что фермеры могут использовать меньше этих ресурсов. Это простая победа, которая может сэкономить деньги и способствовать устойчивости», – говорит Уэбб.

Он добавил: «Более эффективное использование воды – важная цель устойчивого развития сельского хозяйства».

Уэбб говорит, что домашнее «вертикальное земледелие» также можно улучшить с помощью хронокультуры. Подход, который в настоящее время в основном используется для листовой зелени, позволяет выращивать сельскохозяйственные культуры в строго контролируемых условиях освещения и температуры, но также может быть очень энергоемким. Зная внутренние растений и способность изменять их с помощью генетической модификации, циклы освещения и нагрева могут быть согласованы с растением для высокоэффективного роста.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments