Найден ген, отвечающий за длинные зёрна и колосковые чешуи пшеницы
Исследователи обнаружили неуловимый генетический элемент, контролирующий удлинённые зёрна и колосковые чешуи (glumes) разновидности пшеницы, идентифицированной ботаником Карлом Линнеем более 250 лет назад.
Эти открытия, касающиеся пшеницы польской (Triticum polonicum), могут привести к генетическим улучшениям и повышению продуктивности.
Предыдущие исследования показали, что все эти характеристики (длинные зёрна, glumes и lemmas) контролируются одним геном, но какой именно в сложном геноме пшеницы — было неясно.
Используя геномные, полевые и биотехнологические подходы, учёные из John Innes Centre определили ответственный молекулярный компонент — VRT-A2. Это член семейства транскрипционных факторов MADS-box, которые действуют как генетические переключатели, контролируя синтез белка.
Команда выявила небольшую перестройку последовательности, приводящую к неправильной экспрессии VRT-A2 в разных тканях на нескольких стадиях роста пшеницы. Именно этот вариант ответственен за более длинные зёрна и цветочные органы у польской пшеницы.
- Внедрение версии VRT-A2 из польской пшеницы в британский сорт хлебной пшеницы привело к увеличению массы, размера зерна и натурного веса (показателя плотности зерна), но не повысило урожайность в условиях Великобритании.
Эксперименты также выявили сильную положительную корреляцию между уровнями экспрессии VRT-A2 и степенью его влияния на длину зерна и размер цветочных органов.
У польской пшеницы ген VRT-A2 имеет небольшую перестройку в своём первом интроне — генетической последовательности, которая не кодирует белок, но важна для регуляции экспрессии гена. Исследователи предполагают, что эта перестройка была вызвана ошибками в репарации ДНК после двунитевого разрыва.
Следующие цели команды:
- Понять, как перестройка в первом интроне контролирует паттерн экспрессии VRT-A2.
- Определить нижестоящие гены, на которые влияет неправильная экспрессия VRT-A2.