Ученые удвоили урожайность зерна сорго для улучшения продовольственного снабжения

Исследователи из Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) и Сельскохозяйственной исследовательской службы Министерства сельского хозяйства США (USDA ARS) удвоили количество зерен, которое может дать растение сорго.

Сорго — одна из важнейших мировых культур для производства пищи, кормов и биотоплива. Оно считается модельной культурой для исследований из-за высокой устойчивости к засухе, жаре и засоленным почвам. Повышение урожайности зерна становится критически важным для решения проблем продовольственной безопасности, связанных с изменением климата, ростом населения и нехваткой земли и воды.

Команда под руководством Дорин Уэйр (CSHL и USDA) и Чжанго Синя (USDA) обнаружила новые генетические вариации в гене MSD2 сорго, которые увеличили урожай зерна на 200%.

• MSD2 является частью генной линии, повышающей фертильность цветков за счет снижения количества жасмоновой кислоты — гормона, контролирующего развитие семян и цветов.
• «Когда количество этого гормона снижается, происходит высвобождение развития, которое в норме не случается», — пояснил Николас Глэдман, первый автор исследования, опубликованного в International Journal of Molecular Sciences. Это позволяет полностью сформироваться женским половым органам в цветках, что приводит к повышению фертильности.
• MSD2 регулируется геном MSD1, который команда Уэйр открыла годом ранее. Манипуляции с любым из этих генов увеличивают производство семян и цветов.

«Крупные зерновые культуры эволюционно очень близки. Многие общие для них гены имеют схожие функции», — отметил Иньпин Цзяо, соавтор исследования. — «Этот ген, играющий важную роль в контроле урожайности сорго, может также помочь нам повысить урожайность других культур, например, кукурузы или риса».

Лаборатория Уэйр использует такие генетические исследования, чтобы понять, как растения менялись со временем. «Эти генетические анализы фактически дают нам молекулярные механизмы, которые предоставляют больше возможностей для конструирования сельскохозяйственных культур в будущем», — заключила исследовательница.