Ученые нашли способ увеличить количество зерен в початках кукурузы

09.02.2013 15:40 «Агро Перспектива» (г. Киев) — Команда генетиков из лаборатории Cold Spring Harbor (CSHL) озвучила «простую гипотезу», позволяющую существенно повысить урожайность кукурузы.

Кукуруза является бесценным источником пищи для миллиардов людей, а также кормом для животных, пишет AGROXXI.ru. С учетом того, что в настоящее время количество жителей Земли составляет 6 млрд, а к середине текущего столетия оно достигнет 8--9 млрд, мир нуждается в существенном повышении урожайности основных сельскохозяйственных культур.

Открытие, сделанное профессором CSHL Дэвидом Джексоном и его коллегами, опубликовано 3 февраля в онлайн журнале Nature Genetics. Оно стало кульминацией более чем десятилетних исследований и многочасовых размышлений над тем, какие манипуляции с геномом кукурузы позволят увеличить количество зерен в початке.

Рост и развитие растений определяется функционированием особой ткани — меристемы (активно делящихся и растущих клеток). Аналогом меристемы у животных служат стволовые клетки. В соответствии с «командами» из ядра, клетки меристемы развиваются в различные ткани и органы — листья, цветы, корни и т.п. Команда Джексона работала над изучением того, как количественные изменения регуляторных цепей в клетках меристемы сказываются на росте и урожайности растений. «Наша несложная гипотеза состояла в том, что увеличение размера меристемы, формирующей соцветия (она дает начало цветкам, в которых после опыления завязываются зерна), приведет к развитию более крупных структур, которые позднее превратятся в початки», — пояснил он.

Д-р Питер Боммерт, работавший на позиции постодока в лаборатории Джексона, изучая несколько разновидностей кукурузы, нашел то, что ученые называют локусы количественных признаков (QTL): участки хромосом, изменения в которых отражаются на отдельных сложных признаках растений, таких как урожайность, например. Проведенный анализ указал на ген FEA2. Джексон заинтересовался им еще в 2001 г., после того как впервые клонировал его. Вскоре после этого Джексон возглавил группу одаренных студентов из Лонг-Айленда в рамках программы «Партнерство для Будущего». Они изучили тысячи кукурузных початков. Перед студентами была поставлена несложная задача: подсчитать количество рядов семян в каждом початке. Это было частью научного проекта, финансировавшегося по итогам их победы в конкурсе «Intel Science».

Тем временем Джексон решал вторую часть загадки, необходимую для достижения поставленной цели. В результате ученые доказали, что если экспресируется один из не совсем полноценных вариантов FEA2, и синтезируется лишь отчасти функционирующий белок, размер меристемы, из которой формируется соцветие, увеличивается, а это значит, что такие растения кукурузы формируют початки с большим количеством рядов зерен.

Насколько больше? Два различных варианта кукурузы с отличающейся от нормальной версией гена FEA2, формируют в среднем 18--20 рядов и дают более 289 зерен в початке; для сравнения: растения с исходным вариантом гена формируют початки с 14--16 рядами и 256 зернами. В итоге, мутантные по FEA2 растения дают на 13% более высокий выход зерна кукурузы.

Джексон отметил, что увеличение количества рядов и зерен не сопровождалось уменьшением размера початка или его деформацией. Если ген FEA2 оказывается полностью «выключенным» то происходят именно эти два явления, приводящие к резкому снижению урожайности.

Ученый заметил, что теосинит, скромный дикий предок кукурузы, начал изменятся около 7 тыс. лет назад. Среди прочих процессов, сопровождавших его эволюцию, происходило увеличение количества рядов зерен с 2 до 20 (у некоторых высокопродуктивных современных сортов).

Следующим шагом в работе ученых станет скрещивание вариантов со «слабым» FEA2 с лучшими линиями кукурузы, используемыми в современном сельском хозяйстве. Ученые ожидают получить в результате сорта с еще более высокой урожайностью.

Источник: Agropages

25.11.2024
	16:21	БЕБ на Київщині вилучило спирт вартістю майже 20 млн грн
	15:44	АПК України для відновлення та подальшого розвитку потребує 56 млрд USD інвестицій в найближчі 10 років
	15:35	Україна може заповнити ніші на ринку ЄС, провівши реструктуризацію агровиробництва - єврокомісар
	15:33	Цукрові заводи України виробили 1,165 млн тонн цукру
	13:45	РИНОК ЦУКРУ ВІД SESVANDERHAVE
	13:33	Прогноз українського експорту на 2025 залишається позитивним - торговий представник
	12:44	БЕБ на Львівщині викрило три благодійні фонди, які незаконно завезли понад 700 автомобілів
	12:43	З початку року детективи Бюро економічної безпеки України вилучили на 400 млн грн контрафактної продукції
	11:11	Пшеничні котирування на біржі Чикаго знизилися на технічних продажах контрактів
	11:02	Гречка. Аграрії зібрали 131,7 тис. тонн
	10:24	Стартує перший етап запуску Єдиного державного реєстру домашніх тварин: відкрито авторизацію для ветлікарів
24.11.2024
	23:42	Польські протестувальники розблокували пункт пропуску «Шегині - Медика»
	19:47	Міністр сільського господарства Польщі Секерський зустрівся з протестувальниками, що блокують польсько-український кордон
	19:44	Астарта скоротила площі під озимою пшеницею та збільшила під ріпаком майже на 50%
	15:37	Польсько-українська господарча палата закликала фермерів припинити блокаду кордону
	11:31	У межах нової кліматичної угоди до 2035 року бідним країнам щорічно виділятимуть $300 млрд
	04:22	Grain from Ukraine: 280 тис тонн агропродукції, 290 млн USD донорських коштів, 12 країн
23.11.2024
	18:43	Аграрії України зібрали 23,6 млн тонн кукурудзи
	18:39	РФ намагається підірвати аграрний потенціал України - Шмигаль
	18:32	Україна не дозволила РФ перетворити продовольство на зброю - прем’єр Швеції
	17:14	Всі критично важливі підприємства повинні підтвердити свій статус до 28 лютого 2025, — уряд змінив умови бронювання
	17:07	За час роботи "Grain from Ukraine" вже 20 мільйонів людей вдалося врятувати від голоду – Зеленський
	17:04	Польська сторона у ПП «Медика» вже не приймає вантажівки з України - прикордонники
	16:49	Зимова єПідтримка: як отримати 1 тис. гривень допомоги від держави
	16:43	Польща розпочала анонсоване блокування руху вантажівок перед п/п «Медика - Шегині»
22.11.2024
	19:11	Польські фермери планують обмежити рух на кордоні з Україною
	19:08	Україна отримає $4,8 млрд у межах проєкту PEACE від Світового банку
	18:37	На Миколаївщині відновлюють сховища для тривалого зберігання овочів та фруктів
	18:24	Вегетація озимих зернових проходить за задовільних умов
	18:16	1080 фермерів з прифронтовой територій отримали 5473 зернових рукава
	18:15	ОВК об'єдналися для прискорення реформи меліорації
	16:15	РИНОК ЦУКРУ ВІД SESVANDERHAVE
	14:34	БЕБ на Київщині викрило злочинну групу осіб, що організувала нелегальну торгівлю тютюновими виробами
	12:41	Нелегальний покер-клуб в столичному бізнес-центрі: БЕБ повідомило про підозру 3 учасникам організованої злочинної групи
	12:39	МХП у 3 кварталі 2024 збільшив чистий прибуток на 75%
	12:15	Заводи Вінницької області виробили 236 тис. тонн цукру
	12:03	Аграрії можуть отримати грант від Нідерландського агентства з питань підприємництва
	11:23	БЕБ на Львівщині вилучило незаконно виготовлену тютюнову сировину вартістю 5,2 млн грн
	11:02	Ціни на продовольчу пшеницю в Україні залишаються на високому рівні, хоч і під тиском
	10:58	БЕБ викрило на Одещині будівельне підприємство в ухиленні від сплати 8 млн грн податків
	10:21	Урожай кукурудзи в Україні в 2024 оцінюється в 25 млн тонн. Потенційний експорт - 19,4 млн тонн
	09:55	Міністри ЄС обговорили підвищення тарифів на аграрний імпорт із РФ і Білорусі
	09:54	Україна та Литва домовилися про систему перевірки зерна
	06:16	Новий завод харчових напівфабрикатів у Тернопільській області планують відкрити влітку 2025 року
	06:04	Ячмінь. Експорт досяг 1,765 млн тонн станом на 20 листопада
21.11.2024
	17:12	Кукурудза. Аграрії зібрали 22,3 млн тонн
	15:15	РИНОК ЦУКРУ ВІД SESVANDERHAVE
	15:13	Група АГРОТРЕЙД підбила підсумки першого року вирощування арахісу
	14:24	На Одещині суд виніс вирок організатору злочинної групи, яку БЕБ викрило в підпільному виробництві парфумів
	13:30	БЕБ на Львівщині вилучило на 24 млн грн електронних сигарет з забороненими складниками