Эволюция колосьев злаков

Исследовательская группа под руководством профессора доктора Марии фон Корфф Шмизинг из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе (HHU) и Института селекции растений Общества Макса Планка (MPIPZ) в Кёльне изучила генетическую регуляцию развития колоса у ячменя и пшеницы. Как сообщается в текущем выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), они обнаружили различные мутанты ячменя с колосьями, похожими на пшеничные.

У растений «меристема» — это тип ткани, состоящей из недифференцированных клеток, из которых через деление и дифференцировку могут развиваться различные другие органы. Эти «растительные стволовые клетки» дают начало побегам, листьям и корням, а также колосьям и цветкам.

Команда, включавшая участников кластера передового опыта CEPLAS по наукам о растениях, исследовала функцию гена, ответственного за разные формы колоса у пшеницы и ячменя. Этот ген контролирует активность колосовой и цветковой меристем и, следовательно, количество колосков и зерен на колосе.

Близкородственные злаки умеренного пояса, ячмень и пшеница, образуют на своих колосьях переменное и определенное количество колосков соответственно. Именно из этих колосков развиваются цветки и зерна. Исследователи растений идентифицировали два мутанта ячменя, названные 'intermedium-m' и 'double seed 1', которые формируют колос, похожий на пшеничный, с терминальным цветком. Этот цветок поглощает колосовую меристему, тем самым уменьшая количество боковых колосков на колосе. Ген INT-M/DUB1 поддерживает идентичность меристемы и подавляет её дифференцировку. Таким образом, способность колосовой меристемы формировать боковые колоски остается неизменной.

Профессор доктор Мария фон Корфф Шмизинг, руководитель Института генетики растений HHU, о возможном применении результатов исследования: «Эти ключевые регуляторы могут быть использованы для продления активности меристем. Это может позволить модифицировать ячмень, пшеницу и другие злаки для получения более высокого урожая зерна».