Дослідники з Університету Меріленду виявили ген, який дозволяє рідкісному виду пшениці формувати три зав’язі в одній квітці замість однієї.
Оскільки кожна зав’язь потенційно може дати зернину, це відкриття може допомогти аграріям суттєво підвищити врожайність пшениці з гектара. Результати дослідження опубліковані в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Особливість формування трьох зав’язей у квітці вперше була виявлена у спонтанного мутанта звичайної м’якої пшениці. До цього часу залишалося невідомим, які саме генетичні зміни спричинили появу цього нового фенотипу.
Команда вчених із Меріленду створила детальну карту ДНК багатозав’язевої пшениці та порівняла її з ДНК звичайних рослин.
Дослідження показало, що в багатозав’язевої пшениці активується зазвичай «мовчазний» ген WUSCHEL-D1 (WUS-D1). Коли WUS-D1 активний на ранній стадії розвитку квітки, він стимулює розростання тканин, що формують квіткові органи, зокрема жіночі частини — приймочки та зав’язі.
Якщо селекціонери зможуть керувати цим природним генетичним механізмом або відтворити його за допомогою біотехнологій, з’явиться можливість створити нові сорти пшениці з більшою кількістю зерен у колосі.
Навіть незначне збільшення кількості зерен на рослині може призвести до помітного зростання світового виробництва продовольства.
«Виявлення генетичної основи цієї ознаки відкриває шлях для її впровадження у нові сорти пшениці, що потенційно дозволить підвищити кількість зерен у колосі та загальну врожайність, — зазначив Віджай Тіварі, доцент кафедри рослинництва і співавтор дослідження. — Завдяки інструментам редагування генів ми можемо цілеспрямовано вдосконалювати цей механізм, щоб підвищити врожайність пшениці. Це відкриття прокладає перспективний шлях до створення економічно ефективної гібридної пшениці».
Це має велике значення, адже пшениця є однією з ключових продовольчих культур світу, що щодня забезпечує мільярди людей. На тлі зростання попиту, кліматичних змін і дефіциту орних земель підвищення врожайності без розширення площ вирощування стає стратегічним завданням.
Активація гена WUS-D1 може стати важливим інструментом у селекції нових високопродуктивних сортів пшениці, а також може знайти застосування для інших зернових культур.
University of Maryland
