Американские исследователи из Университета в Мэриленде обнаружили ген, ответственный за редкий сорт пшеницы, у которой в каждом соцветии образуется три завязи вместо одной.
Ученые установили, что обычно неактивный ген WUSCHEL-D1 активируется на ранней стадии развития соцветия, способствуя образованию дополнительных завязей, каждая из которых может дать зерно. Это открывает путь к выведению более урожайных сортов пшеницы без необходимости увеличения сельскохозяйственных территорий и использования дополнительных ресурсов.
Необычный признак с тремя завязями была впервые обнаружен у мутировавшей естественным путем мягкой пшеницы, однако ученые не сразу поняли, что вызывает эту мутацию. Для выявления генетических различий исследователи создали точную карту ДНК мутировавшей пшеницы и сравнили ее с ДНК традиционной культуры. Анализ указал на активность обычно неактивного гена WUSCHEL-D1.
Активация WUS-D1 на ранних стадиях формирования соцветия увеличивает цветочную ткань и позволяет растению формировать дополнительные пестики или завязи. Если ученым и селекционерам удастся искусственно запустить этот процесс, они смогут вывести новые сорта пшеницы с большим количеством зерен с каждого растения.
«Выявление генетической основы этого признака открывает селекционерам путь к его внедрению в новые сорта пшеницы, что потенциально может увеличить количество зерен в колосе и общую урожайность. Используя инструменты редактирования генов, мы теперь можем сосредоточиться на дальнейшем улучшении этого признака для повышения урожайности пшеницы. Это открытие открывает перспективный путь к созданию экономически эффективных гибридных сортов пшеницы», — объясняет соавтор исследования Виджай Тивари.
Пшеница остается одной из ключевых зерновых культур, кормящей миллиарды людей по всему миру В условиях роста мирового спроса на пшеницу , изменений климата, ограниченности сельскохозяйственных угодий и роста населения все сложнее наращивать производство традиционными методами. Это открытие может дать селекционерам новый мощный инструмент повышения урожайности без необходимости увеличения площади земель, воды или удобрений. Открытие может также привести к созданию аналогичных многояйцевых сортов других зерновых культур.
Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS
Источник: SciTechDaily