Группа генетиков из Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), занимающихся растениями, продемонстрировала, как они сказали «простую гипотезу», которая поможет в разы повысить урожайность кукурузы, сообщает «АгроНовости».
Большинство людей Северной Америки называют эту культуру Зи Мэйза. Она является одной из обязательных продовольственных зерновых культур, которая кормит миллиарды людей этой планеты.
Когда численность населения планеты к середине столетия перевалит за 8-9 миллиардов человек, повышение урожайности продовольственных зерновых культур будет очень актуальной проблемой.
Новые результаты, опубликованные профессором CSHL Дэвидом Джексоном и его коллегами, в сегодня журнале Nature Genetics, это итоги десятилетних исследований. Креативные мысли о том, как осуществить генетические манипуляции в кукурузе, чтобы повысить количество семян, которые называют ядрами.
Рост растений и их развитие зависят от структур, названных меристемами – это водохранилища растений, которые состоят из их стволовых клеток.
В ответ на генетические сигналы, клетки мерисистемы развиваются в листьях и цветах. Команда Джексона интересовалась тем, как количественные изменения в путях, которые регулируют рост стволовых клеток, способствуют росту и урожайности растений.
«Наша простая гипотеза заключалась в том, чтобы увеличить размер соцветия мерисистемы – стволовых клеток водохранилища, что приведет к цвету, а после опыления получится больше физического пространства для структур, которые созревают в ядрах». Исследования показали, что это возможно.
После клонирования генов, Джексон собрал группу одаренных студентов из Лонг-Айленда. Их программа называлась «партнеры будущего». Детям нужно было произвести анализ тысяч кукурузных початков. Задача заключалась в подсчете ядер каждого початка. Это была часть научно-исследовательской работы, которая заслужила награду на конкурсе Intel Science.
Джексон, в свою очередь, получил важные данные, которые помогли ему добиться важных результатов. Он предположил, что если увеличить размер меристемы, можно получить больше початков кукурузы с большим количеством ядер.
При проведении опытов удалось выяснить, что число ядер увеличилось на 13%, в сравнении с тем, что было ранее.
«Мы очень обрадовались, когда заметили это увеличение и поняли, что это не повлияло на размеры и форму початков», — говорит Джексон.
Следующим шагом исследований будет скрещивание «слабых» генов FEA2 или аллель, которые связаны с более высоким урожаем ядер у лучших сортов кукурузы, которая используется сегодня в продовольствии. Это исследование будет направлено на выяснение одного момента: произойдет ли рост урожая?!
