Учёные обнаружили ген, связанный с узкой формой соцветия ячменя

Меристема колоска (SM) играет центральную роль в развитии соцветия злаков. Чтобы клетки, предназначенные стать SM, могли производить колоски, они сначала должны обрести идентичность SM через регуляцию генов.

Для понимания архитектуры соцветия генетики изучают мутантов. У мутанта ячменя COM1 нарушена передача сигнала идентичности SM. "Клетки не могут обрести правильную клеточную идентичность, и формирование колосков вдоль главной оси колоса (рахиса) не может нормально протекать", — объясняет доктор Насер Пурсаребани, первооткрыватель гена COM1.

В итоге вместо колоска образуется структура, похожая на маленький вторичный колос. "Такое ветвление нетипично для всех колосообразующих злаков трибы Triticeae", — говорит профессор Торстен Шнурбуш, инициатор исследования.

У ячменя ген COM1 в норме обеспечивает развитие клеток меристемы в колоски, влияя на свойства их клеточных стенок и контролируя рост клеток. Эта функция COM1 — вклад в сигнал идентичности — является новой и не обнаружена у других злаков (рис, кукуруза, сорго, Brachypodium distachyon L.). У этих видов ген, наоборот, способствует формированию ветвей соцветия.

"С ботанической точки зрения, COM1 — важный генетический фактор для формирования и формы колоса, о котором до сих пор было мало известно", — поясняет профессор Шнурбуш.

Упрощённая, менее сложная архитектура колоса видов Triticeae, возможно, связана с их распространением в зоны с более умеренным климатом. Новые знания о развитии колоса могут помочь лучше понять эволюцию соцветий злаков и, возможно, повысить потенциал урожайности ячменя.