Дослідники з Національного інституту біології (NIB) у Любляні, Словенія, спільно з міжнародними партнерами, створили potato-GEM – першу комплексну геномну метаболічну модель картоплі. Цей інструмент призначений для сприяння розробці сортів картоплі, стійкіших до шкідників та змін клімату, а також для підвищення врожайності.
Картопля є однією з найважливіших сільськогосподарських культур у світі, проте вона вразлива до вірусних інфекцій та атак шкідників, таких як колорадський жук. Ці фактори можуть призводити до значних втрат врожаю, сягаючи до 80% щорічно. Коли рослини зазнають стресу, вони сповільнюють свій ріст, щоб зберегти метаболічні ресурси для виробництва сигнальних та захисних сполук. Натомість, швидкий ріст може зробити рослини більш сприйнятливими до шкідників та хвороб.
Potato-GEM, розроблена командою за участю вчених з Університету Потсдама та Інституту молекулярної фізіології Макса Планка, охоплює весь відомий вторинний метаболізм цієї культури. Модель дозволяє детально вивчати компроміси між ростом та захистом у метаболізмі рослин. Як зазначив Ян Зрімец з NIB, ця модель охоплює весь відомий вторинний метаболізм картоплі, що є важливим для розуміння її біологічних процесів.
Крістіна Груден, керівниця дослідницької групи в NIB, підкреслила, що розуміння молекулярних механізмів реакції рослин на стрес може покращити стратегії селекції та допомогти у створенні сортів картоплі з підвищеною стійкістю до стресів, вищою врожайністю та кращою якістю. Це особливо актуально в умовах зростаючого населення планети та мінливих кліматичних умов, які створюють значний тиск на сільське господарство.
Дослідження, опубліковане в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, надає цінний ресурс для селекціонерів та біотехнологів. Воно дозволяє моделювати різні сценарії та прогнозувати вплив генетичних змін на метаболізм рослин, що прискорює процес виведення нових сортів. Цей підхід може бути застосований і до інших важливих культур, сприяючи розвитку точного землеробства та забезпеченню глобальної продовольчої безпеки.