Ученые из лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) и Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (ARS) в поисках решений глобальных проблем производства продуктов питания удвоили количество зерен, которые может дать растение сорго.
Сорго, один из самых важных в мире источников пищи, корма для животных и биотоплива, считается модельной культурой для исследований, поскольку оно обладает высокой устойчивостью к засухе, жаре и условиям с высоким содержанием соли. Повышение урожайности зерна стало еще более важным для селекционеров, фермеров и исследователей, поскольку они пытаются решать и преодолевать проблемы продовольственной безопасности, связанные с изменением климата, ростом населения и нехваткой земли и воды.
Во главе с Дорин Уэйр, адъюнкт-профессором CSHL и научным сотрудником Министерства сельского хозяйства США, и коллегой из Министерства сельского хозяйства США Чжангуо Синь, доктором философии, исследовательская группа определила новые генетические вариации, которые произошли в гене MSD2 сорго, увеличивая урожайность. выход 200 процентов. MSD2 является частью генной линии, которая повышает фертильность цветов за счет снижения количества жасмоновой кислоты, гормона, контролирующего развитие семян и цветов.
«Когда уровень этого гормона снижен, у вас происходит высвобождение развития, которое обычно не происходит», - сказал Николас Гладман, научный сотрудник лаборатории Уэра и первый автор исследования, недавно опубликованного в The International Journal of Molecular. наук. «Это позволяет полностью сформировать женские половые органы в этих цветах, что, в свою очередь, способствует увеличению плодовитости»
MSD2 регулируется MSD1, геном, обнаруженным командой Уэра в прошлом году. Манипулирование любым геном увеличивает производство семян и цветов.
«Основные зерновые культуры очень близки друг к другу в эволюционном отношении. Многие из их общих генов имеют схожие функции», - сказал Иньпин Цзяо, научный сотрудник Ware Lab и автор исследования. «Этот ген, который играет важную роль в контроле урожая сорго, может также помочь нам повысить урожайность других культур, таких как кукуруза или рис».
Лаборатория Уэра использует этот тип генетических исследований, чтобы понять, как растения менялись с течением времени.
«Эти генетические анализы на самом деле дают нам молекулярные механизмы, которые дают больше возможностей для создания сельскохозяйственных культур в будущем», - сказала она.
В настоящее время команда ищет партнеров, таких как Министерство сельского хозяйства США, чтобы выяснить, можно ли использовать один из генов - MSD2 или MSD1 - для повышения урожайности сорго в крупных полевых испытаниях.