Ученые раскрыли генетический механизм, который может повысить урожайность зерновых культур
Андреа Эвеланд, доктор философии, помощник члена Научного центра имени Дональда Данфорта и ее команда определили генетический механизм, который контролирует признаки развития, связанные с производством зерна в зерновых. Работа была выполнена в Setaria viridis - новой модельной системе для трав, тесно связанной с экономически важными зерновыми культурами и биоэнергетическими кормовыми запасами, такими как кукуруза, сорго, перекись и сахарный тростник.
В своем исследовании ученые сопоставили генетический локус в геноме S. viridis, контролирующий рост стерильных ветвей, называемых щетинками, которые вырабатываются на зерносодержащих соцветиях некоторых видов трав. Исследование показало, что эти стерильные щетинки первоначально запрограммированы как колоски - травяные структуры, которые производят цветы и зерно.
Работа Эвеланда показала, что преобразование колоска в щетину определяется в начале развития соцветия и регулируется классом растительных гормонов, называемых брассиностероидами (BR), которые модулируют ряд физиологических процессов роста растений, их развития и иммунитета. Исследование также показало, что локализованное нарушение синтеза BR может привести к получению двух цветов на колосок, а не единственного, который обычно образуется. Таким образом, эти BR-зависимые фенотипы представляют собой два потенциальных направления для увеличения производства зерна в просах, включая натуральные культуры во многих развивающихся странах, которые по-прежнему не используются для генетического улучшения.
«Эта работа - отличная демонстрация того, как Setaria viridis может быть использована для получения фундаментальных сведений о механизмах, регулирующих производство семян в травах - нашей самой важной группе растений, которая включает кукурузу, сорго, рис, пшеницу и ячмень», - сказал Томас Брутнелл, доктор философии, директор Корпоративный институт возобновляемых видов топлива Центра Данфорта.
В своем исследовании ученые сопоставили генетический локус в геноме S. viridis, контролирующий рост стерильных ветвей, называемых щетинками, которые вырабатываются на зерносодержащих соцветиях некоторых видов трав. Исследование показало, что эти стерильные щетинки первоначально запрограммированы как колоски - травяные структуры, которые производят цветы и зерно.
Работа Эвеланда показала, что преобразование колоска в щетину определяется в начале развития соцветия и регулируется классом растительных гормонов, называемых брассиностероидами (BR), которые модулируют ряд физиологических процессов роста растений, их развития и иммунитета. Исследование также показало, что локализованное нарушение синтеза BR может привести к получению двух цветов на колосок, а не единственного, который обычно образуется. Таким образом, эти BR-зависимые фенотипы представляют собой два потенциальных направления для увеличения производства зерна в просах, включая натуральные культуры во многих развивающихся странах, которые по-прежнему не используются для генетического улучшения.
«Эта работа - отличная демонстрация того, как Setaria viridis может быть использована для получения фундаментальных сведений о механизмах, регулирующих производство семян в травах - нашей самой важной группе растений, которая включает кукурузу, сорго, рис, пшеницу и ячмень», - сказал Томас Брутнелл, доктор философии, директор Корпоративный институт возобновляемых видов топлива Центра Данфорта.
