Почему мутантный рис Big Grain1 даёт такие крупные зёрна

Рис — одна из важнейших продовольственных культур. Одним из критериев урожайности риса является размер зерна, и его увеличение — ключевая цель сельского хозяйства. Однако до сих пор было неясно, как сигналы развития регулируют размер зерна у риса.

Группа исследователей из Пекина (Китай) сообщила об идентификации доминантного мутантного риса под названием Big Grain1, который демонстрирует фенотип очень крупного зерна. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

• Контроль размера семян зависит от различных гормонов, включая ауксин (в основном в форме индол-3-уксусной кислоты). Однако из-за сложности транспорта гормонов было неясно, как именно ауксин регулирует размер зерна.
• Функция гена BG1: Исследователи показали, что Big Grain1 кодирует новый белок, ассоциированный с плазматической мембраной и высокочувствительный к ауксину. Манипуляции с экспрессией этого гена транспорта ауксина значительно увеличивают размер зерна и общую продуктивность растения.
• Механизм действия: BG1 локализуется в плазматической мембране, экспрессируется в сосудистых тканях и индуцируется обработкой ауксином. Мутантное растение имеет повышенную чувствительность к ауксину и усиленный базипетальный транспорт ауксина, тогда как у нокаутного варианта (без экспрессии BG1) чувствительность и транспорт снижены. Авторы делают вывод: «Вероятно, BG1 играет важную роль в контроле роста и развития растения, регулируя транспорт ауксина».

Практическое значение: Исследователям удалось установить связь между транспортом ауксина и размером зерна. Показано, что модуляция этого транспорта может увеличить размер зерна, что представляет собой перспективную стратегию для повышения урожайности.

Остающиеся вопросы: Сигналинг и транспорт ауксина изучены плохо, несмотря на более чем 80 лет исследований. «Поскольку вес зерна в значительной степени зависит от развития оболочки и созревания эндосперма, роль транспорта ауксина в координации этого процесса требует дальнейшего изучения», — пишут авторы.