Обнаружен ген цветения какао: прорыв для ускоренной селекции

Исследователи из Университета Пенсильвании впервые идентифицировали ген, контролирующий цветение у какао (Theobroma cacao). Это открытие может ускорить селекционные работы, направленные на улучшение этой культуры, сильно страдающей от болезней.

Ген Flowering Locus T (FT) отвечает за производство флоригена — белка, запускающего цветение у большинства растений. По словам соавтора исследования Марка Гилтинана, знание этого механизма позволит быстрее выводить устойчивые к болезням деревья. Это критически важно, так как ежегодно из-за болезней теряется 20–30% мирового урожая какао.

"Селекция древесных культур, таких как какао, — очень медленный процесс, на выпуск нового сорта может уйти 20 и более лет", — отметил Гилтинан. — "Понимание механизмов цветения может привести к методам ускорения селекции и созданию деревьев, плодоносящих раньше, чем обычные сорта (через 2–4 года)".

Как нашли ген

Ведущий исследователь Сара Пруит использовала биоинформатический подход. За основу был взят известный ген цветения у модельного растения Arabidopsis thaliana. Учёные нашли в геноме какао похожий ген, так как их последовательности оказались очень схожи.

"Функция гена флоригена считается высоко консервативной", — пояснила Пруит. — "Это означает, что ген работает одинаково в геноме любого растения, где вы его изучаете. Он контролирует время цветения и очень надёжен".

Экспериментальное подтверждение

В ходе эксперимента исследователи сверхэкспрессировали ген FT из Arabidopsis в какао. Это привело к очень раннему ("преждевременному") цветению у ростков какао (plantlets) в лабораторных условиях. Крошечные цветки производили жизнеспособную пыльцу.

Результаты, опубликованные 15 мая в журнале BMC Plant Biology, демонстрируют роль единственного гена цветения Flowering Locus T в какао и крайне схожую функцию флоригена у Arabidopsis и какао.

Практическое значение

Открытие может оказать значительное влияние на жизнь миллионов фермеров в развивающихся странах, выращивающих какао.

"Лучшие сорта какао могут увеличить доход и, следовательно, благосостояние фермеров в некоторых из самых бедных регионов мира, таких как Западная Африка", — отметил Гилтинан.

Это, в свою очередь, поможет экономикам этих стран, окружающей среде и обеспечит устойчивый источник основного сырья для шоколадной промышленности. Селекция сортов с высокой урожайностью, устойчивостью к болезням, изменению климата и желаемыми качественными признаками — ключевой компонент создания устойчивых систем земледелия для какао.