Сладкий путь к повышению урожайности

Три года назад биотехнологи в полевых испытаниях показали, что можно повысить продуктивность кукурузы, введя в растение ген риса, который регулирует накопление сахарозы в зернах и приводит к увеличению их числа на одном растении.

Было известно, что ген риса влияет на работу природного химического вещества в кукурузе — трегалозо-6-фосфата (T6P), который регулирует распределение сахарозы в растении. Однако ученые хотели выяснить более тонкие детали взаимосвязей, лежащих в основе повышения продуктивности.

«Теперь мы знаем гораздо больше о том, как был достигнут этот эффект повышения урожайности», — говорит Мэтью Пол, руководивший англо-американской командой из Rothamsted Research и биотехнологической компании Syngenta, которая также финансировала работу. Результаты исследования опубликованы в журнале Plant Physiology.

Трансгенная кукуруза снижала уровень T6P во флоэме — ключевом компоненте транспортной сети растения. Это позволяло большему количеству сахарозы поступать к развивающимся зернам и, как побочный эффект, увеличивало скорость фотосинтеза, производя еще больше сахарозы для формирования дополнительных зерен.

Команда также решила воздействовать именно на флоэму в репродуктивных структурах растения. «Эти структуры особенно чувствительны к засухе — женские зерна могут абортироваться», — поясняет Пол, биохимик растений из Rothamsted. «Поддержание потока сахарозы внутри этих структур предотвращает этот аборт».

Он добавляет: «Это исследование — первое в своем роде, демонстрирующее эффективность технологии как в полевых условиях, так и в лаборатории. Мы также считаем, что этот подход можно перенести на другие злаки, такие как пшеница и рис».

Статья, описывающая более ранние полевые испытания, была опубликована в 2015 году в журнале Nature Biotechnology.