Исследование закладывает основу для улучшения продовольственной безопасности

Исследование Университета Бата показало, что возможно улучшить как размер семян, так и их количество, открывая новые пути для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.

Учёные из Департамента биологии и биохимии, изучая генетическую основу естественной изменчивости размера и количества семян у растений, обнаружили, что можно максимизировать оба параметра одновременно.

В условиях хронического голода около 850 миллионов человек в мире и прогнозируемого роста населения на 3 миллиарда к 2050 году существует острая необходимость в увеличении производства продовольствия. Последствия изменения климата и конкуренция за земельные ресурсы для производства биотоплива делают жизненно важным повышение урожайности с той же площади.

Поскольку такие культуры, как рапс и пшеница, выращиваются ради семян, это означает увеличение общего урожая, получаемого с единицы площади. Урожай семян имеет две основные составляющие: размер семян и их количество.

Долгое время считалось, что растения, производящие больше семян, будут давать семена меньшего размера, и наоборот, из-за генетического компромисса между этими признаками. Если это так, то усилия по улучшению одного из них могут не дать чистого выигрыша. Исследовательская группа из Бата изучила генетическую основу естественной изменчивости размера и количества семян у растения Arabidopsis thaliana, близкого родственника рапса.

Команда использовала мощный новый инструмент — Multiparent Advanced Generation Inter-Cross (MAGIC) линии — для точного определения местоположения на хромосомах генов, влияющих на размер и количество семян. Они проверили, связаны ли эти два признака, и можно ли увеличить размер семян без ущерба для их числа.

Исследование, опубликованное в журнале Genetics, показало, что признаки размера и количества семян потенциально можно контролировать независимо, поскольку генетические факторы, управляющие ими, расположены в разных частях генома.

Доктор Паула Ковер, старший преподаватель генетики, руководившая исследованием, пояснила: «Раньше считалось, что всегда существует компромисс: производство более крупных семян приведёт к уменьшению их количества, и наоборот. Это исследование показывает, что на самом деле возможно увеличить и размер семян, и их количество. Эти результаты очень обнадёживают, особенно для продовольственной безопасности. Следующий шаг — сузить поиск и идентифицировать точные гены, участвующие в определении размера и количества семян, чтобы мы могли использовать методы селекции для максимизации урожайности».