Регуляторы прорастания семян для оптимизации урожаев

Сроки прорастания семян имеют решающее значение для оптимизации урожаев. Преждевременное прорастание предотвращается, когда семена входят в состояние покоя, но высокий уровень покоя имеет экономические последствия. Исследователи из Университета Окаямы, используя анализ РНК и последовательностей, а также сравнения с другими растениями, раскрыли некоторые механизмы регуляции созревания и покоя семян пшеницы.

Исследования арабидопсиса — небольшого цветкового растения, родственного капусте и горчице — выявили факторы транскрипции, регулирующие созревание и покой его семян. Однако регуляторы созревания семян у пшеницы или однодольных в целом изучены мало. Однодольные — растения с одной семядолей, в отличие от двудольных, у которых их две — включают рис, пшеницу, кукурузу, сахарный тростник, пастбищные травы и бамбук, поэтому они имеют особое экономическое значение.

Кадзухидэ Рикииси и Масахико Маэкава выращивали проростки девяти сортов пшеницы. Они собирали семена каждые 10 дней до 60 дней после опыления и инкубировали их в чашках Петри. Затем они ежедневно подсчитывали количество проросших семян в каждой чашке и анализировали РНК образцов на разных стадиях после опыления.

Исследователи обнаружили гены, специфичные для определённых тканей и стадий развития, которые были похожи на регуляторы созревания семян, описанные для арабидопсиса. Они также показали, как эти гены влияют на покой семян пшеницы и пути его регуляции.

Семена злаков с низким покоем теперь регулярно используются для повышения урожайности, и проблема преждевременного прорастания становится всё более серьёзной. Авторы заключают в своём отчёте: «Регуляторные сети созревания семян могут быть консервативными для контроля покоя семян у видов двудольных и однодольных растений».