Микробы играют ключевую роль в повышении силы гибридной кукурузы
Новое исследование в Proceedings of the National Academy of Sciences раскрывает детали механизма гетерозиса («гибридной силы») у кукурузы — явления, при котором гибридные растения превосходят своих инбредных родителей по урожайности и устойчивости.
Несмотря на столетие изучения, механизмы гетерозиса до конца не поняты. Работа команды из Университета Канзаса показывает, что в большинстве случаев гетерозис зависит от микробного сообщества почвы.
Ключевой эксперимент: в стерильных условиях (в пластиковых пакетах или на пропаренной/простерилизованной почве) инбредные линии и их гибриды показывали сходные результаты. Однако гетерозис восстанавливался при инокуляции простым сообществом из семи бактериальных штаммов или живой почвенной суспензией.
Неожиданный результат: в одном полевом эксперименте пропаривание почвы (уменьшающее количество микробов) усилило, а не уменьшило гетерозис. Это указывает, что направление эффекта зависит от состава микробного сообщества или условий среды.
Дальнейшие исследования поддержаны грантом NSF в $900,000 и включают:
- Тестирование спектра микробов на способность усиливать гетерозис.
- Поиск генетических вариантов в геноме кукурузы, отвечающих на взаимодействие с почвенными микробами.
- Изучение на молекулярном уровне (метапротеомика) поведения микробов в корнях инбредных и гибридных растений.
Работа может привести к новым агротехническим приемам, использующим микробные сообщества для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.