Уникальные комбинации генов контролируют реакцию тропической кукурузы на длину дня

Тропическая кукуруза является ценным генетическим ресурсом, содержащим гены, не встречающиеся у кукурузы из Кукурузного пояса США. Большинство тропических сортов реагируют на длинные летние дни в США поздним цветением. Эта задержка приводит к низкой урожайности, что «запирает» полезные гены и мешает их включению в гибриды для самых продуктивных регионов.

Учёные из USDA – Agricultural Research Service и Университета штата Северная Каролина идентифицировали четыре региона генома кукурузы, которые контролируют значительную часть её фотопериодической реакции. Разнообразные линии из Мексики и Таиланда были скрещены со стандартной линией из Кукурузного пояса. Результаты опубликованы в майско-июньском выпуске журнала Crop Science.

Для каждого ключевого региона реакции на длину дня исследователи сравнили эффекты переноса генов из тропического сорта в сорт из Кукурузного пояса. Даже в пределах одного региона эффекты тропических генов различались в зависимости от исходного сорта. В самом крайнем случае учёные обнаружили, что гены тропических сортов в одном регионе генома не оказывали единообразного эффекта задержки цветения. Один из тропических сортов нёс гены, заставлявшие растения цвести раньше, чем стандартный сорт из Кукурузного пояса.

Джеймс Холланд, руководивший исследованием, заявил: «Мы были рады подтвердить эффекты этих четырёх регионов генов реакции на длину дня, которые мы выявили в предыдущих независимых исследованиях. Однако мы с удивлением обнаружили, что некоторые тропические линии несут гены раннего цветения в нашем самом важном регионе генома, отвечающем за длину дня. Наши результаты подчёркивают удивительное генетическое разнообразие как тропической, так и умеренной кукурузы».

Это исследование подтверждает данные других учёных о геномной позиции ключевых генов реакции на длину дня и выявляет неожиданное разнообразие их эффектов на цветение. Текущая работа сосредоточена на идентификации конкретных генов, контролирующих фотопериодическую реакцию в этих регионах.