Израильские ученые выращивают пшеницу, устойчивую к засухе

Ученые Еврейского университета и Института Вулкани нашли точный метод определения сортов пшеницы, которые могут процветать в жарком и сухом климате.

Работа опубликована в журнале Computers and Electronics in Agriculture.

Ученые использовали дроны, оснащенные тепловыми и гиперспектральными камерами для экспериментов с пшеницей, расположенной в закрытом от дождя в научно-образовательном центре. Дроны собрали подробные изображения, фиксирующие тепло, излучаемое растениями, и свет, отраженный от них.

Эти изображения позволили исследователям оценить, насколько хорошо различные сорта пшеницы управляют водой через устьица – крошечные поры на листьях, которые регулируют влажность и газообмен. Также отслеживались такие признаки, как индекс площади листьев и содержание хлорофилла.

С помощью моделей машинного обучения исследовательская группа проанализировала эти данные за два сезона роста. Ученые связали эти признаки растений с определенными областями в геноме пшеницы, определив 16 генетических маркеров, связанных с лучшей производительностью в оптимальных и засушливых условиях.

"До сих пор измерение способности растений регулировать воду, было медленным и требовало ручных инструментов, – говорит соавтор работы Рой Садэ. – Подход на основе дронов предлагает быстрый способ поиска устойчивых к засухе растений, к ним даже не прикасаясь".

Результаты дают надежный практический путь для селекционеров, стремящихся вывести высокопроизводительную, устойчивую к засухе пшеницу. Ученые проанализировали 300 различных генотипов пшеницы, выращенной в оптимальных и засушливых условиях в защищенном от дождя укрытии. Беспилотники и математические модели повысили точность оценки использования воды растениями на 28%.

Изменение климата оказывает давление на мировые продовольственные системы. Объединяя передовые технологии с пониманием генетики растений исследование прокладывает дает возможность для быстрой селекции сортов пшеницы, которые могут выдерживать жару, засуху и другие климатические стрессы.