Открытие в области молекулярной биологии может повысить урожайность зерновых культур

10 января 2018



Исследователи из научного центра растениеводства Дональда Данфорта обнаружили генетический механизм, который контролирует признаки развития, влияющие на производство зерна в зерновых культурах. Используя оборудование для агропромышленности и зерновых лабораторий, ученые выполнили работу в виде модельной системы для трав, находящихся в близком родстве с экономически важными зерновыми культурами и биоэнергетическими кормовыми ресурсами, такими как кукуруза, сорго, просо и сахарный тростник.

Ученые центра сопоставили генетический локус в геноме вида Setaria viridis, который контролирует рост неплодоносящих, стерильных ветвей, называемых щетинками (такие образования развиваются на зерносодержащих соцветиях некоторых видов трав). S. viridis служит модельной системой для трав, так как этот вид тесно связан с экономически важными зерновыми культурами и биогенными кормовыми запасами, такими как кукуруза, сорго, просо и сахарный тростник. Исследование показало, что эти стерильные щетинки первоначально запрограммированы на наличие колосков - специфических структур трав, которые производят цветы и зерно, и что преобразование колоска в щетину регулируется группой растительных гормонов, называемых брассиностероидами (BRs).

Эти вещества модулируют ряд физиологических процессов роста растений, их развитие и иммунитет. В дополнение к преобразованию стерильной структуры в плодоносящую, команда также показала, что локализованное нарушение синтеза BRs может привести к получению двух цветов на колосе, а не одного, как это обычно бывает. Исследование BR-зависимых фенотипов, является прогрессивным направлением для увеличения производства зерна в злаках, включая натуральные культуры, выращиваемые во многих развивающихся странах, и которые по-прежнему недостаточно используются для генетического улучшения.