Транскрипционные факторы, связанные с устойчивостью к абиотическим и биотическим стрессам, и их потенциал для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур

В полевых условиях сельскохозяйственные культуры подвергаются воздействию широкого спектра абиотических стрессов, включая засуху, холод, засоление и высокую температуру, а также биотических стрессов, вызванных вредителями и патогенами. Эти стрессы могут существенно снижать урожайность. Текущие и ожидаемые последствия изменения климата обусловливают необходимость повышения стрессоустойчивости сельскохозяйственных культур. Растения выработали сложные стратегии ответа на стресс, а гены, кодирующие транскрипционные факторы (ТФ) — главные регуляторы генов, активируемых при стрессе, — представляют собой перспективные мишени для улучшения сельскохозяйственных культур. В недавних исследованиях для повышения стрессоустойчивости культур применяли модуляцию генов ТФ и их сверхэкспрессию. Однако многие аспекты разнообразия растительных ТФ остаются неизученными. Из более чем 80 семейств ТФ интенсивно исследованы лишь некоторые, в частности NAC, MYB, WRKY, bZIP и ERF/DREB, играющие важную роль в ответе на абиотические и биотические стрессы. Кроме того, несмотря на значительный прогресс в выяснении функций ТФ у важных зерновых культур, у сорго охарактеризовано меньше генов ТФ. Как модельная засухоустойчивая культура сорго заслуживает дальнейшего изучения. В этом обзоре обобщены последние достижения в исследовании основных семейств ТФ, связанных с устойчивостью к абиотическим и биотическим стрессам, а также их потенциала для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур, особенно сорго. Другие семейства ТФ и некодирующие РНК, регулирующие экспрессию генов, рассмотрены кратко. Хотя основное внимание уделено сорго, приведено множество примеров, относящихся к пшенице, рису, кукурузе и ячменю. В целом цель обзора — показать возможности применения генов ТФ для повышения стрессоустойчивости и создания устойчивых сельскохозяйственных культур, уделяя особое внимание сорго.