Как томаты борются с тепловым стрессом

Известно, что при повышении температуры на 1 ° C урожайность сельскохозяйственных культур снижается на 6–8 %. В связи с этим способность растений выдерживать тепловой стресс имеет решающее значение для обеспечения продовольственной безопасности.

Исследователи Института генетики и биологии развития Китайской академии наук изучили адаптивную стратегию томатов. Ученые раскрыли механизм, с помощью которого растения томата активно снижают тепловой стресс и стабилизируют урожайность посредством перепрограммирования развития апикальных стволовых клеток побегов.

Стволовые клетки в апикальной меристеме побега необходимы для морфогенеза, в ходе которого растения развивают надземные структуры, что напрямую влияет на урожайность. Однако тепловой стресс может вызвать аномальную дифференциацию или даже некроз этих стволовых клеток, что приводит к дефектам развития, гибели растений и значительным потерям урожая. Понимание того, как стволовые клетки адаптируются к тепловому стрессу, имеет важное значение для совершенствования методов выращивания и выведения более устойчивых сортов сельскохозяйственных культур.

В ходе исследования было установлено, что растения задерживают созревание побегов, продлевая вегетативный рост, что позволяет ему избегать преждевременных репродуктивных переходов в неблагоприятных условиях.

На раннем этапе вегетативного роста в ответ на тепловой стресс растения томатов могут входить в состояние, похожее на покой, временно приостанавливая созревание. После нормализации температуры развитие возобновляется, обеспечивая стабильную урожайность. Было показано, что эта стратегическая приостановка предотвращает от 34 до 63 % потерь урожая в первой плодовой кисти, что подчеркивает ее важную роль в устойчивости к жаре.

Исследователи предполагают, что этот механизм, контролируемый окислительно-восстановительным процессом, функционирует как стратегия выживания для растений, позволяя им откладывать цветение в неблагоприятных условиях до того времени, пока воздействие стресса не прекратится.

Данное открытие обеспечивает новую концептуальную основу для разработки климатически умных культур с экологически чувствительной стабильностью урожая.

Важным фактором получения высокого урожая томатов является также использование здорового семенного материала. Во Всероссийском центре карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят изучение патогенов томатов, разрабатывают методы выявления и идентификации опасных болезней и вредителей.

Елена Каримова
кандидат биологических наук

Источник: Xiaozhen Huang et al. ROS Burst Prolongs Transcriptional Condensation to Slow Shoot Apical Meristem Maturation and Achieve Heat-Stress Resilience in Tomato, Developmental Cell (2025). DOI: 10.1016/j.devcel.2025.03.007