Ключевой регулятор развития метёлки риса открыт для повышения урожайности

Рис — основной продукт питания для более 3.5 миллиардов человек. Создание высокоурожайных гибридных сортов риса — сложная задача, поскольку это самоопыляющееся растение. Решение было найдено в 1970-х годах с созданием линий с мужской стерильностью (MS), что позволяет проводить контролируемое скрещивание.

Однако у таких MS-линий часто наблюдается короткий верхний междоузол стебля, из-за чего метёлка (цветочная головка) остаётся внутри листового влагалища. Это блокирует опыление и снижает урожайность. Чтобы решить проблему, селекционеры используют растения с мутацией в гене ELONGATED UPPERMOST INTERNODE1 (EUI1). Этот ген кодирует фермент, деактивирующий гормон гиббереллин (GA). Его деактивация позволяет GA стимулировать удлинение верхнего междоузла и выход метёлки наружу.

Учёные под руководством доктора Чэнцай Чу из Китайской академии наук обнаружили ключевой регулятор экспрессии гена EUI1 в рисе. Им оказался белок HOX12, который действует как транскрипционный фактор, связываясь напрямую с регуляторными элементами гена EUI1.

Исследователи предполагают, что HOX12 регулирует рост растения в ответ на сигналы окружающей среды через EUI1. Этот ген, в свою очередь, действует как переключатель, контролирующий миграцию гиббереллина из метёлки в стебель.

«Дальнейшее понимание молекулярного механизма регуляции активности EUI1 в процессе развития предоставит более гибкий способ тонкой настройки удлинения метёлки, что может значительно помочь селекционерам улучшить производство гибридных семян риса», — отмечает доктор Чу.

Следующим шагом будет определение факторов, запускающих регуляторный каскад HOX12–EUI1, и физиологических условий, при которых происходят эти изменения.