Ключевой ген контролирует сочность стебля у сорго и других растений

Сорго (Sorghum bicolor) — пятая по популярности культура в мире. Это засухоустойчивое растение с сухими ломкими стеблями используется для производства кормов, промышленных химикатов, безглютеновой муки и является перспективным источником биотоплива. Сладкие сорта сорго с сочными стеблями используются для производства сиропа, похожего на кленовый.

Сочность стебля может повышать засухоустойчивость, но также снижать устойчивость к болезням и увеличивать риск полегания растений. Понимание генетической основы этого признака поможет селекционерам управлять им.

Более 100 лет назад учёные установили, что сочность стебля контролируется единым генетическим локусом Dry. Учёные из Китайской академии наук, проанализировав большую и разнообразную панель сортов сорго, идентифицировали конкретный ген, отвечающий за этот признак. Результаты опубликованы в журнале The Plant Cell.

Продукт гена Dry действует как главный регулятор, контролирующий экспрессию множества генов, определяющих форму и состав клеточной стенки растения. Мутации в гене Dry у сортов с сочными стеблями приводят к аномалиям клеточной стенки и даже коллапсу клеток. Однако высокое содержание сахара в этих растениях стимулирует их рост и может повышать урожайность зерна.

По-видимому, селекционеры давно отбирали растения с мутациями в гене Dry для повышения эффективности производства сиропа. Авторы также обнаружили сходные гены у других сельскохозяйственных культур, что открывает возможность управления сочностью стебля и у других растений.

Доктор Томас Юнгер из Техасского университета отмечает: «Это важное открытие культового гена сорго и прекрасный пример интегративного подхода с использованием генетического картирования, естественной изменчивости и трансгенных манипуляций для понимания ключевого фактора важного события доместикации».