Исследователи из Мэрилендского университета обнаружили ген, который позволяет редкому виду пшеницы формировать три завязи на цветок вместо одного. Поскольку каждая завязь потенциально способна дать зерно пшеницы, этот ген может помочь фермерам выращивать гораздо больше пшеницы с гектара. Их работа была опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Особенность, заключающаяся в формировании трёх завязей на цветок, была первоначально обнаружена у спонтанно возникшего мутанта обычной мягкой пшеницы. Однако было неясно, какие генетические изменения привели к появлению этого нового признака.
Команда из Мэрилендского университета создала очень подробную карту ДНК многозавязной пшеницы и сравнила её с обычной пшеницей. Они установили, что обычно неактивный ген WUSCHEL-D1 (WUS-D1) был «включён» у многозавязной пшеницы. Когда WUS-D1 активен на ранней стадии развития цветка, он увеличивает ткани, формирующие цветки, что позволяет им формировать дополнительные женские части, такие как пестики или завязи.
Если селекционеры смогут контролировать или имитировать этот природный генетический трюк с активацией WUS-D1, они смогут создать новые сорта пшеницы, дающие больше зерен на растении. Даже небольшое увеличение количества зерен на растении может привести к значительному увеличению производства продовольствия в глобальном масштабе.
«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», — сказал Виджай Тивари, доцент кафедры растениеводства и соавтор исследования. «Используя инструменты редактирования генов, мы теперь можем сосредоточиться на дальнейшем улучшении этого признака для повышения урожайности пшеницы. Это открытие прокладывает многообещающий путь к созданию экономически эффективной гибридной пшеницы», подчеркнул он.
Это важно, поскольку пшеница — одна из основных сельскохозяйственных культур в мире, ежедневно кормящая миллиарды людей. В условиях продолжающегося роста мирового спроса на пшеницу изменение климата, ограниченность сельскохозяйственных угодий и рост населения всё сложнее наращивать производство традиционными методами. Это открытие может дать селекционерам новый мощный инструмент для повышения урожайности без необходимости увеличения площади земель, воды или удобрений.
Открытие WUS-D1 может также привести к созданию аналогичных сортов других зерновых культур.
Источник: University of Maryland.
