Увеличение урожайности каннабиса: генетический ключ к обилию соцветий

Каннабис (Cannabis sativa) ценится за каннабиноиды, которые в основном производятся в женских соцветиях. Однако генетический контроль развития соцветий остаётся малоизученным, что затрудняет оптимизацию урожая цветков и семян.

Растущий спрос на продукты из каннабиса делает понимание регуляторных механизмов критически важным. Команда исследователей из Китайской академии сельскохозяйственных наук опубликовала результаты 12 июня 2024 года в журнале Horticulture Research.

Ключевое открытие: ген CsMIKC1

  • Исследование выявило CsMIKC1 — транскрипционный фактор типа MIKC MADS-box, который является ключевым регулятором развития соцветий.
  • Ген был обнаружен в результате картирования основного количественного признака (QTL) на хромосоме 8, связанного с количеством соцветий на ветке.

Результаты генетических манипуляций

  • С помощью редактирования генов CRISPR-Cas9 учёные изучили влияние мутаций и сверхэкспрессии CsMIKC1.
  • Трансгенные растения со сверхэкспрессией CsMIKC1 показали значительное увеличение количества соцветий, производства цветков и урожайности семян.
  • Мутанты CsMIKC1, напротив, демонстрировали сниженный рост и урожайность, что подчёркивает важность гена.

Механизм регуляции и практическое применение

  • CsMIKC1 функционирует как транскрипционный фактор, взаимодействуя с белками CsBPC2 и CsVIP3.
  • Экспрессия гена находится под влиянием этиленовых сигнальных путей. Обработка этиленом стимулировала экспрессию CsMIKC1 и увеличивала производство цветков.
  • Исследование также определило ключевые гены, регулируемые CsMIKC1, наметив генетическую сеть, управляющую формированием соцветий.

Значение и перспективы

Как отметил соавтор исследования доктор Цзяньгуан Су, идентификация CsMIKC1 — значительный шаг в генетике каннабиса. Этот ген критически важен для определения урожайности цветков, что имеет глубокие последствия для медицинского и промышленного использования.

Открытие предлагает новую мишень для генной инженерии с целью повышения урожайности каннабиса. Это знание может привести к созданию новых сортов с улучшенным производством цветков и семян. Кроме того, связь с этиленовыми путями открывает возможности для применения этиленовых обработок в агрономической практике. Эти достижения помогут масштабировать производство для удовлетворения растущего мирового спроса.

2024-09-10