Фото: із відкритих джерел
Науковці ICRISAT у польових випробуваннях сорго показали, що за внесення 50% рекомендованої норми азоту врожайність зерна була порівнянною з повною нормою. Дослідження також окреслило генетичні «мішені», пов’язані з ефективністю використання азоту.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на сайт Global Agriculture.
Міжнародний інститут досліджень сільськогосподарських культур напівпосушливих тропіків (ICRISAT) оприлюднив результати дослідження сорго, присвяченого ефективності використання азоту (NUE) — здатності рослин поглинати, транспортувати та перетворювати азот у врожай. Роботу опубліковано в журналі Food and Energy Security.
У матеріалі наголошується, що азотні добрива залишаються однією з найбільших статей витрат у рослинництві, тоді як культури, за оцінкою авторів, зазвичай використовують лише 30–40% внесеного азоту, а решта втрачається в довкілля.
Як проводили випробування
Команда ICRISAT оцінила 186 різноманітних зразків (accessions) сорго з генбанку ICRISAT у трьох режимах азотного живлення — 0%, 50% і 100% від рекомендованої норми — протягом двох сезонів вирощування.
За підсумками польових оцінок, врожайність зерна за 50% внесення азоту була порівнянною з варіантом повної норми, що, за висновком авторів, вказує на потенціал культури підтримувати продуктивність за нижчих азотних витрат.
Генетична основа NUE: GWAS + RNA-seq
Щоб пояснити, за рахунок чого формується така ефективність, дослідники поєднали геном-асоціативний аналіз (genome-wide association studies, GWAS) із секвенуванням РНК (RNA sequencing), пов’язавши польові показники з активністю генів у рослині за різних азотних умов.
За результатами аналізу геномних даних 186 зразків сорго автори ідентифікували 1 369 геномних регіонів, асоційованих з ефективністю використання азоту. Інтеграція геномних і транскриптомних даних дозволила виділити 10 ключових кандидатних генів, які, за описом у публікації, регулюють поглинання, транспорт і використання азоту в сорго.
«Ми вступаємо у фазу, коли сільське господарство має виробляти більше з меншими ресурсами. Це дослідження демонструє, що відповідь — не лише у ресурсах, а й у “розумніших” культурах», — зазначив генеральний директор ICRISAT Хіманшу Патхак.
«Реальна інновація тут — інтеграція кількох шарів даних, що дозволяє перейти від виявлення ознак до визначення конкретних генів, які контролюють їх за різних азотних умов», — сказав заступник гендиректора з досліджень та інновацій ICRISAT Стенфорд Блейд.
«Ці результати дають точні генетичні “точки входу” для поліпшення культур. Маючи чіткі цілі, ми можемо розробляти азото-ефективні сорти сорго за допомогою сучасної селекції та редагування генів», — прокоментував Раман Бабу, Global Research Program Director – Accelerating Crop Improvement в ICRISAT.
Що це означає для агровиробників
У практичній площині результати можуть бути важливими для господарств, які працюють в умовах високої вартості азотних добрив або обмеженого доступу до них. Автори підкреслюють, що підвищення NUE може зменшувати залежність від азотних внесень без втрати врожайності, а також скорочувати втрати азоту в довкілля.
Окремо в матеріалі зазначено, що отримані генетичні інсайти потенційно можуть бути застосовані й до інших основних зернових культур — зокрема рису, пшениці та кукурудзи.
Основні факти з дослідження
- Об’єкт: 186 зразків сорго з генбанку ICRISAT.
- Режими азоту: 0%, 50% і 100% від рекомендованої норми.
- Тривалість: два сезони вирощування.
- Польовий результат: врожайність зерна за 50% азоту — порівнянна з повною нормою.
- Геноміка: 1 369 геномних регіонів, пов’язаних з NUE.
- Інтеграція GWAS і RNA-seq: 10 кандидатних генів, пов’язаних із поглинанням, транспортом і використанням азоту.