Исследователи из Института ботаники Китайской академии наук (IBCAS) вместе с отечественными и зарубежными учеными расшифровали на уровне хромосом геном амурского винограда - Vitis amurensis Rupr., что позволило по-новому взглянуть на устойчивость виноградной лозы к морозу и заморозкам.
V. amurensis - дикий сорт винограда, широко распространенный в Восточной Азии, в тайге. Он считается идеальным для выращивания в холодных регионах, так как он может выжить при чрезвычайно низких температурах ниже минус 30 ° C.
Виноград этого вида широко использовался в качестве донора морозостойкости в селекционных программах ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко и селекционером А.И. Потапенко. Однако, хотя V. amurensis изучается в течение уже практически 80 лет, механизм его устойчивости к холоду до сих пор не ясен.
Исследователи составили качественную карту V. amurensis, которая заложила основу для изучения механизма холодоустойчивости виноградного растения.
Они обнаружили, что у винограда может существовать другой механизм регулирования между реакцией на понижение температуры и мороз. Такие гены, как как MYB14 и CBF3, играли важную роль в первой реакции растения на переохлаждение, в то время как одним из важных факторов, влияющих на повреждение винограда от морозов, может быть метаболизм углеводов.
Кроме того, исследование и транскриптомный анализ показали, что для выживания спящих почек винограда в суровую зиму очень важен уровень экспрессии фосфоглицераткиназы, ключевого гена в пути гликолиза.
Из ДНК V. amurensis был выделен ген PAT1, который участвует в цепочке синтеза и опосредовановлияет на биосинтез жасмоновой кислоты (JA), которая улучшает морозостойкость винограда. Эти данные указывают на то, что ген PAT1 может играть важную роль в устойчивости виноградных лоз к холоду.
Расшифрованная последовательность генома винограда вида V. amurensis не только представляет собой ценный ресурс для селекционеров винограда, но также важна для выяснения молекулярных механизмов, участвующих в устойчивости виноградного растения к холоду.
«Основываясь на последовательности генома, мы действительно обнаружили ключевую роль PAT1 в реакции на стресс от холода у винограда. Это может быть очень интересным направлением для повышения устойчивости винограда к морозам и в селекции винограда на морозостойкость», - сказал профессор Лианг Чжэньчан (Liang Zhenchang), автор исследования.
Исследования были опубликованы в журналах The Plant Journal и Plant Physiology.
Еще на эту тему:
Физиологические особенности формирования устойчивости винограда к низким температурам
Устойчивость винограда к морозам и заморозкам
Ученые ищут генетические ключи, обуславливающие морозостойкость винограда
Отбор с помощью ДНК-маркеров увеличивает эффективность селекции
