Обнаружен новый ген, необходимый для формирования початков кукурузы

Группа учёных под руководством генетика кукурузы из Университета Миссури Паулы Макстин идентифицировала ген, необходимый для формирования початков кукурузы.

Исследование, опубликованное в журнале Molecular Plant, расширяет понимание биологии развития разных частей растения кукурузы, что важно для культуры, являющейся основой мирового продовольственного снабжения.

Команда обнаружила, что ген под названием barren stalk2 (ba2) влияет на развитие пазушных меристем — особых клеток, из которых формируются початки. По мере роста растения эти клетки образуются в узлах вдоль стебля. Когда растение готово к формированию початков, эти клетки начинают делиться и образовывать почки, которые удлиняются, формируя побеги початков. Процесс инициируется доставкой гормона ауксина к узлам, что сигнализирует клеткам о начале формирования початков.

Растения с мутациями в гене ba2 не формируют початков, что и дало название гену — «бесплодный стебель». У мутантных растений отсутствуют характерные углубления в стебле, где должны формироваться початки, что указывает на раннюю функцию гена. Мутант ba2 был обнаружен в ходе крупного генетического скрининга растений, неспособных формировать початки, а сам ген был картирован на 2-й хромосоме.

Ранее в подобных скринингах была обнаружена мутация в другом гене — barren stalk1 (ba1), который также необходим для формирования початка и играет ключевую роль в молекулярном сигнальном пути. Генетические скрещивания (тест на комплементацию) подтвердили, что новый фенотип обусловлен мутацией в совершенно другом гене.

Учёные установили, что ген ba2 взаимодействует с геном ba1, а соответствующие белки образуют комплекс. Ген ba2 также взаимодействует с другими генами, регулирующими ba1. Эти данные демонстрируют, что ba2 входит в тот же молекулярный сигнальный путь, что и ba1, и оба гена работают согласованно, регулируя развитие початков.

В сопровождающей обзорной статье в том же номере журнала Макстин и коллеги описывают современное состояние генетических исследований ауксина у кукурузы, риса и Arabidopsis. Обзор фокусируется на генах, участвующих в «включении» гормона ауксина и его доставке в нужное место в растении.

Исследовательская статья «The barren stalk2 Gene Is Required for Axillary Meristem Development in Maize» и обзор «Auxin EvoDevo: Conservation and Diversification of Genes Regulating Auxin Biosynthesis, Transport, and Signaling» были опубликованы в мартовском номере журнала Molecular Plant.