Ген кукурузы может привести к рекордному урожаю

Открытие нового "обеспечивающего" гена в растениях кукурузы, который регулирует перенос питательных веществ от растения к семени, может привести к повышению урожайности и улучшению продовольственной безопасности.

Ученые из Оксфордского университета и Университета Уорика в сотрудничестве с агробиотехнологической исследовательской компанией Biogemma-Limagrain идентифицировали ген под названием Meg 1.

О своем открытии, которое, по их мнению, может помочь увеличить мировое производство продовольствия, они сообщают в свежем номере журнала Current Biology.

В отличие от большинства генов, которые экспрессируются как с материнских, так и с отцовских хромосом, Meg1 экспрессируется только с материнских хромосом. Эта необычная форма униродительской экспрессии генов, называемая "импринтингом", также встречается у некоторых генов человека, которые регулируют развитие плаценты для контроля поступления материнских питательных веществ во время роста плода.

Команда под руководством доктора Хосе Гутьерреса-Маркоса из Университета Уорика, а также доктора Лилианы Косты и профессора Хью Дикинсона из Департамента наук о растениях Оксфордского университета, показала, что растения также используют аналогичную систему для регулирования обеспечения питательными веществами во время развития семени.

Исследователи продемонстрировали, что Meg1 отвечает за формирование специализированных клеток-проводников, которые придают тканям, окружающим зародыш семян растений, свойства, подобные плаценте, для регулирования переноса питательных веществ от матери к потомству.

Доктор Хосе Гутьеррес-Маркос (Университет Уорика): "Эти выводы имеют важные последствия для глобального сельского хозяйства и продовольственной безопасности, поскольку у ученых теперь есть молекулярные знания для манипулирования этим геном с помощью традиционной селекции растений или другими методами с целью улучшения характеристик семян, таких как увеличение биомассы и урожайности семян. Понимание того, как развиваются семена кукурузы и других зерновых культур (например, риса и пшеницы), жизненно важно, поскольку мировое население полагается на эти основные продукты для пропитания. Поэтому, чтобы удовлетворить потребности растущего населения мира в будущие годы, ученые и селекционеры должны работать вместе, чтобы защитить и увеличить сельскохозяйственное производство".

Профессор Хью Дикинсон (Оксфордский университет): "Идентификация Meg1 — это чрезвычайно важное открытие и представляет собой жизненно важный первый шаг в этом процессе; следующим шагом будет идентификация других генов, участвующих в регулировании обеспечения и питательного состава семян".

Исследование было поддержано Европейским союзом и Советом по биотехнологическим и биологическим исследованиям Великобритании. Отчет об исследовании под названием "Maternal control of nutrient allocation in plant seeds by genomic imprinting" опубликован в свежем номере Current Biology.