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, выяснила, какие сорта одной из древнейших и важнейших продовольственных культур - ячменя устойчивы к высоким концентрациям марганца. Результаты работы опубликованы в журнале Plants. 

Ячмень

Ячмень

 

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.

Информация о статье: Tkachenko K., Kosareva I., Frontasyeva M. The Influence of Manganese on Growth Processes of Hordeum L. (Poaceae) Seedlings. PLANTS. DOI: 10.3390/plants10051009

 

Информация и фото предоставлены Федеральным исследовательским центром "Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова"

Автор фотографии: Александр Леншин (ВИР)