Закінчення репродуктивного періоду, коли з’являються квіти та плоди, є вирішальним моментом у життєвому циклі рослин. Уміння контролювати цей процес дозволяє створювати врожайніші сорти.
Команда вчених під керівництвом Науково-дослідного інституту молекулярної та клітинної біології рослин (IBMCP), спільного центру Вищої ради наукових досліджень (CSIC) та Політехнічного університету Валенсії (UPV) виявила, що ген під назвою FUL контролює тривалість репродуктивної фази таких культур, як горох.
Цей ген можна використовувати як біотехнологічний інструмент для продовження цієї фази. Тим самим збільшуючи виробництво насіння гороху та інших бобових, таких як нут, сочевиця або квасоля.
Однорічні рослини мають лише один репродуктивний сезон, виробляючи квіти та плоди. Вчені шукають генетичні фактори, які змушують рослини припиняти цвітіння, щоб контролювати тривалість їхньої репродуктивної фази.
Кілька років тому група під керівництвом Крістіни Феррандіс, професора-дослідника CSIC IBMCP, визначила ген під назвою FUL (FRUITFULL) як важливий регулятор зупинки цвітіння.
«Перші дослідження проводилися лише на арабідопсісі, лабораторній рослині, яка не становить агрономічного інтересу, — згадує Феррандіс. – Ми хотіли знати, чи однакова ця функція FUL у видів сільськогосподарських культур. І чи можемо ми використовувати ці знання для створення рослин, які довше виробляють квіти та плоди і, отже, дають більш високий урожай», – резюмує вона.
З цією метою група науковців вивчила роль гена FUL у рослинах гороху, бобових культурах із високою харчовою цінністю.
«Ми бачили, що мутації, які призводять до втрати функції генів FUL у гороху, змушують рослини виробляти квіти і, отже, плоди набагато довше. Це говорить нам про те, що FUL контролює тривалість репродуктивної фази не тільки у модельної рослини, а й у гороху та інших видів сільськогосподарських рослин», – пояснює Феррандіс.
«Тривале виробництво квітів і плодів означає, що у деяких сортів гороху мутації в генах FUL можуть подвоїти виробництво насіння, при цьому поживні характеристики будуть ідентичні немутантним рослинам як в теплиці, так і в полі», – говорить вона.
Автори дослідження підкреслюють, що для отримання мутацій в генах FUL вони використовували банки мутантів, отримані класичними методами без створення трансгенних рослин.
Для дослідників гени FRUITFULL можуть бути корисними для швидкого та прямого поліпшення сортів бобових. Це дуже цінно, оскільки бобові з такими характеристиками, як висока стійкість до патогенів або посухи, нині мають низьку врожайність.
«Мутація генів FUL у цих сортах, швидше за все, також зробить їх високоврожайними та корисними для сільського господарства. Це може бути дуже важливо, враховуючи проблеми, з якими ми стикаємося в контексті кліматичної кризи, і необхідність створення сортів, які зможуть краще протистояти йому», – резюмують дослідники.
Universidad Politècnica de Valencia
