Учёные повысили содержание ключевой аминокислоты в кукурузе
Экспериментальные линии полевой кукурузы, созданные учёными из Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) и университетов, позволят создать новые коммерческие гибриды с зерном, богатым метионином.
Это достижение, о котором сообщается в недавнем выпуске журнала Crop Science, особенно важно для производителей органической птицы, чьим птицам требуются пищевые добавки этой аминокислоты для оптимального роста, здоровья и производства мяса и яиц.
Метионин — одна из девяти незаменимых аминокислот и одна из двух, содержащих серу. Он запускает синтез белков и является ключевым компонентом многих тканей, включая кости, мышцы, связки, органы, кожу и перья птицы. Метионин также лежит в основе важных метаболических, пищеварительных и иммунных функций.
В органических системах производства, где доступен выпас, свободно гуляющие куры и другая птица могут естественным образом получать метионин, поедая червей, насекомых и определённые растения. Однако для обеспечения адекватного количества аминокислоты необходимо дополнять их рацион синтетическим метионином в кукурузных кормах.
Органические производители могут делать это в рамках федерального нормативного исключения, которое разрешает максимальное использование двух фунтов синтетического метионина на тонну корма для кур и трёх фунтов на тонну для индеек, уток и других видов птицы. Параллельно ведутся исследования, включая этот проект, по поиску натуральных альтернатив, стоимость и доступность которых позволят полностью отказаться от синтетического метионина.
Кукуруза, например, является основным ингредиентом современных кормовых рационов; однако зерно коммерчески выращиваемых гибридов содержит очень мало метионина. К счастью, в коллекциях зародышевой плазмы существуют источники изменчивости этого признака, которые можно выявить с помощью правильных инструментов.
Генетическая инженерия предлагает один из подходов; однако трансгенные сорта сельскохозяйственных культур не разрешены в органическом производстве. Чтобы решить эту проблему, генетик растений ARS Пол Скотт и его коллеги объединили два традиционных метода селекции растений: индукцию удвоенных гаплоидов и рекуррентный отбор.
Используя эти методы, они создали 16 линий инбредной кукурузы, уровень метионина в зерне которых был равен, а в одном случае — превзошёл, уровень гибрида B101. B101 служит полезным эталоном для сравнения из-за его естественно высокой концентрации метионина. «B101 обычно содержит около 0,29 грамма метионина на 100 граммов зерна, а наши лучшие линии — около 0,37 грамма на 100 граммов», — сказал Скотт из исследовательского подразделения ARS по насекомым кукурузы и генетике сельскохозяйственных культур в Эймсе, Айова.
В качестве дополнительного бонуса некоторые инбредные линии также показали значительное генетическое разнообразие по определённым агрономическим признакам в полевых испытаниях: высота растения, дата цветения, устойчивость к болезням и оранжевый цвет зёрен.
Запланированы дополнительные оценки, включая испытания кормления птицы.
«Будет важно протестировать эти линии в гибридных комбинациях и в разных условиях, чтобы понять, насколько стабилен признак и каков их потенциал урожайности. Кроме того, мы хотели бы сочетать высокое содержание метионина с другими ценными для органических птицеводов признаками», — сказал Скотт. «Оранжевое зерно — один из них, над которым мы сейчас работаем, а также способность исключать трансгенную пыльцу. В конечном итоге мы хотели бы создать кукурузу, которая может обеспечить полноценный рацион без каких-либо добавок».