Мутация ячменя с вертикальными корнями может помочь в селекции засухоустойчивых сортов

Исследователи из Боннского и Болонского университетов обнаружили и описали мутантную форму ячменя, корни которой растут вертикально вниз, а не распространяются в стороны. Это открытие может стать отправной точкой для выведения более устойчивых к засухе сортов. Исследование опубликовано в PNAS.

Суть открытия

• У мутанта, названного "гипергравитропным", корни следуют силе тяжести гораздо сильнее, чем у обычных растений.
• Учёные идентифицировали ответственную за это мутацию на хромосоме номер пять и дали ей название egt2 (enhanced gravitropism 2).
• Используя генетические ножницы CRISPR/Cas9, исследователи искусственно воссоздали эту мутацию у обычного ячменя и получили аналогичный вертикальный рост корней, подтвердив роль гена.

Как изучали

• Углы роста корней измеряли с помощью сканера и специального ПО, выращивая растения на бумаге или в почве.
• Для наблюдения за ростом корней в почве использовали МРТ-сканер в Forschungszentrum Jülich.
• Эксперимент с размещением корней под углом 90° к направлению силы тяжести подтвердил, что мутанты egt2 гораздо чувствительнее к гравитации.

Значение и потенциал

• Мутация egt2 — редкое явление; чаще встречаются мутации, влияющие на длину, а не на угол роста корней.
• Аналогичный мутант был обнаружен и у пшеницы, что указывает на эволюционную важность и сохранение этого гена у злаков.
• Вертикальная корневая система может быть преимуществом в засушливых регионах для доступа к глубоким водам и мобильным питательным веществам.
• Широкая корневая система эффективнее на бедных питательными веществами почвах и обеспечивает лучшее закрепление растений.
• До сих пор архитектура корневой системы largely neglected in breeding, но с усилением засух из-за изменения климата её значение может возрасти.

Точная молекулярная функция гена EGT2 пока не расшифрована. В настоящее время в Боннском университете исследуют сигнальные пути, в которых участвует белок EGT2.