Учёные идентифицировали первый ген "порослевого ответа" у ивы
Учёные впервые обнаружили ген, который влияет на "порослевый ответ" ив — их способность давать новые побеги после срезки до основания или пня.
Ивы быстро растут, дают высокий урожай, требуют мало удобрений и легко отрастают после порослевания (срезки). Эти качества делают иву важной коммерческой культурой для получения возобновляемой и устойчивой биомассы в биоэнергетике.
"Порослевый ответ" — скорость и тип нового роста после срезки — критически важен для этих энергетических культур. Он позволяет выращивать ивы в трёхлетних циклах сбора урожая, влияет на силу роста, урожайность и соотношение коры к древесине в стебле.
Несмотря на важность, генетическая регуляция порослевого ответа изучена слабо. Теперь команда учёных из Sainsbury Laboratory совместно с Rothamsted Research, используя знания и методологии из моделируемого растения Arabidopsis, идентифицировала SxMAX4 как первый известный на сегодня ген порослевого ответа.
Исследование финансировалось BBSRC Crop Science Initiative и опубликовано в журнале Plant Biotechnology Journal.
Хотя ивы культивируются со времён Римской империи и до сих пор используются для корзин и крикетных бит, они подверглись лишь минимальной доместикации. К счастью, род демонстрирует огромное генетическое разнообразие — от массивных деревьев до небольших кустов. Учёные считают, что существует большой потенциал для улучшения культуры через селекцию.
Однако улучшение ив — сложная задача. Многие целевые признаки, включая порослевый ответ, являются комплексными. Для улучшения сортов ивы необходимо хорошее понимание генетической основы процессов развития. Но из-за их большого размера, многолетнего цикла роста и сложности оценки характеристик в полевых условиях, изучение развития у ив чрезвычайно трудно.
Процедуры изучения функции генов, рутинно используемые в модельных организмах, ещё не установлены для ив. Учёные сосредоточены на переносе знаний от Arabidopsis — бесспорно, наиболее хорошо охарактеризованного и широко изучаемого модельного растения сегодня — на коммерчески важные, но более сложные для изучения виды, такие как ива.
Последние результаты демонстрируют, что отличных результатов можно достичь, используя обширные знания об этой модели и комбинируя молекулярную биологию растений с подходами генетического картирования.
Профессор Оттолин Лейзер (Sainsbury Laboratory): "Это было очень захватывающее сотрудничество. Я ожидала, что наша работа с Arabidopsis будет полезна для понимания таких деревьев, как ива, но не предполагала, насколько похожим будет пробуждение почек у этих двух видов. Подход, который мы использовали для тестирования генов ивы в Arabidopsis, может быть широко полезен для оценки функционального генетического разнообразия у медленнорастущих видов".
Доктор Анджела Карп (Rothamsted Research): "Было действительно захватывающе обнаружить, что один из генов MAX, SxMAX4, который влиял на ветвление в тесте на Arabidopsis, был связан с различиями в отрастании побегов у ивы и расположен именно в той области генома ивы, которая ответственна за регуляцию этого признака. Это первый случай, когда ген показал влияние на порослевый ответ, что должно позволить выведение растений с желаемым количеством стеблей не только у ивы, но и у других порослевых деревьев".