Ячмень из Швеции, Финляндии и Северо-Запада России – самый устойчивый к марганцу: исследование

Содержание тяжелых металлов в окружающей среде – в воздухе, воде и почве – неуклонно повышается. Это связано с быстрым развитием и активной работой промышленных предприятий, увеличением количества автотранспорта, ежегодным внесением в почву высоких доз минеральных удобрений.

Группа ученых, в числе которых руководитель отдела физиологии растений Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР) Ирина Косарева, выяснили, какие сорта одной из древнейших и важнейших продовольственных культур – ячменя устойчивы к высоким концентрациям марганца. Результаты работы опубликованы в журнале Plants.

Исследования проводились на базе коллекции ячменя ВИР, которая отличается широким эколого-географическим происхождением  образцов. Анализ образцов осуществлялся в специально подготовленной водной среде с повышенной концентрацией марганца. Результаты анализа показали, что высокой устойчивостью отличаются сорта северных и северо-западных территорий – зон распространения кислых почв. Для этих регионов характерны высокие концентрации марганца, и как предполагают ученые, устойчивость северных сортов стала следствием их адаптации к внешним условиям.

“В ВИР им. Н.И. Вавилова разработаны методики скрининга генофонда ячменя и других культур на устойчивость к ионам водорода, алюминия и марганца, что позволяет достаточно быстро и с минимальными затратами разделять образцы на группы устойчивости”, – рассказывает Ирина Косарева.

Наибольшую устойчивость проявили образцы сортов, представляющих север и северо-запад Российской Федерации, СНГ, а также Швеции и Финляндии. Они могут быть использованы для создания новых устойчивых сортов ячменя. Их использование может снизить экономические и экологические затраты на внесение удобрений. Хуже справлялись со стрессовым фактором сорта из южных регионов:  увеличение концентрации марганца привело к уменьшению длины корней и угнетению растений.

У образцов ячменя, показавших устойчивость к марганцу,  длина корней практически не менялась. По мнению Ирины Косаревой и ее  коллег из Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН и Объединенного института ядерных исследований, наличие у этих образцов свойства устойчивости к металлотоксичности диктует необходимость их изучения в почве, обогащенной тяжелыми металлами. Также это представляет большой интерес для дальнейшего изучения генетических механизмов устойчивости растений к этим стрессорам.