Как активация одного гена решит проблему мирового голода?
Пшеница является одной из важнейших мировых сельскохозяйственных культур, обеспечивающей питанием миллиарды людей ежедневно. Однако рост населения, изменение климата и ограниченность земельных ресурсов затрудняют увеличение объемов производства с помощью традиционных методов. Именно поэтому открытие, сделано командой исследователей из Университета Мэриленда, имеет мировой потенциал, пишет 24 Канал со ссылкой на SciTechDaily.
Смотрите также Помидоры на Галапагосских островах эволюционируют в обратном направлении
В центре внимания ученых оказался редкий сорт хлебной пшеницы, который имел необычный признак – тройное зерно. В то время как обычная пшеница имеет лишь одну завязь на цветок, этот вариант мог формировать три. Для выяснения причины, исследователи составили подробную генетическую карту этой уникальной пшеницы и сравнили ее с обычной.
Анализ показал, что в растениях с мутацией активизировался ген WUSCHEL-D1 (WUS-D1), который обычно находится в "спящем" состоянии. Если он включается на ранних этапах формирования цветка, то увеличивает развитие цветочной ткани, что, в свою очередь, позволяет формироваться дополнительным женским структурам, таким как завязи или пестики. Поскольку каждая завязь способна превратиться в зерно, это открытие имеет потенциал значительно повысить количество пшеницы, произведенной с одного участка.
Соавтор исследования и доцент кафедры растениеводства Виджай Тивари объяснил в своем исследовании, которое опубликовали в Proceedings of the National Academy of Sciences, что определение генетической основы этого признака открывает путь для селекционеров. Они могут встраивать этот механизм в новые сорта пшеницы, потенциально увеличивая количество зерен в колосе и общий урожай втрое. Даже небольшой рост количества зерен может существенно повлиять на глобальное производство продовольствия.
На этих фотографиях показано пшеницу, которая дает больше зерен, чем обычная / Фото и коллаж Vijay Tiwari, University of Maryland
Теперь, используя инструменты для редактирования генов, ученые смогут сфокусироваться на дальнейшем совершенствовании этого признака, что, по словам Тивари, предлагает захватывающий путь для разработки экономически выгодной гибридной пшеницы.
Это открытие дает селекционерам новый мощный инструмент для увеличения урожайности без необходимости использования большего количества земли, воды или удобрений.
Дополнительно, идентификация WUS-D1 может привести к разработке аналогичных высокоурожайных сортов для других зерновых культур, например, кукурузы.