Хороший ген-кандидат для улучшения сельскохозяйственных культур
Оптимизация архитектуры растений — эффективный подход для селекционеров, позволяющий адаптировать культуры к изменяющимся условиям окружающей среды и потенциально повысить урожайность для удовлетворения потребностей растущего населения планеты. Высота растения и ветвление побегов играют решающую роль в определении архитектуры растения и регулируются в основном фитогормонами, включая брассиностероиды (BRs) и гиббереллины (GAs).
Medicago truncatula — модельный вид бобовых, однако молекулярные механизмы контроля роста пазушных почек с помощью GAs у M. truncatula остаются в значительной степени неизвестными.
В исследовании, опубликованном в Journal of Experimental Botany, учёные из Сишуанбаньнаского тропического ботанического сада (XTBG) сообщают об идентификации и характеристике мутанта dwarf and increased branching 1 (dib1) у M. truncatula, который проявляет крайнюю карликовость и увеличенное количество боковых ветвей.
Исследователи провели филогенетический анализ и секвенирование аминокислот. Результаты показали, что ген DIB1 кодирует фермент гиббереллин-3β-гидроксилазу (GA3ox), катализирующий заключительный этап биосинтетического пути биологически активных гиббереллинов.
Также было обнаружено, что эндогенные концентрации GA4 и GA1 были снижены у мутанта dib1. Экзогенное применение GA3 восстановило фенотип мутанта, что указывает на необходимость DIB1 для биосинтеза GA у M. truncatula.
Результаты позволяют предположить, что DIB1, ген биосинтеза GA, может положительно регулировать экспрессию MtBRC1 — ключевого интегратора многочисленных сигналов — чтобы контролировать рост пазушных почек, влияя на биосинтез биологически активных GAs у M. truncatula.
«Таким образом, наши результаты проливают свет на контроль роста пазушных почек с помощью гиббереллинов у бобовых. DIB1 может быть хорошим геном-кандидатом для селекционеров, чтобы оптимизировать архитектуру растений для улучшения сельскохозяйственных культур», — сказал профессор Чэнь Цзянхуа, руководитель исследования.