Ученые выявили ген контролирующий цветение и плодоношение гороха
Окончание репродуктивного периода, когда появляются цветы и плоды, является решающим моментом в жизненном цикле растений. Однако необходимо лучше понять факторы, контролирующие этот процесс.
Исследовательская группа под руководством Научно-исследовательского института молекулярной и клеточной биологии растений (IBMCP), совместного центра Высшего совета научных исследований (CSIC) и Политехнического университета Валенсии (UPV), обнаружила, что ген под названием FUL контролирует продолжительность репродуктивной фазы у таких культур, как горох. Этот ген можно использовать в качестве биотехнологического инструмента для продления этой фазы, увеличивая тем самым производство фруктов и семян гороха и других бобовых, таких как нут, чечевица или фасоль.
Работа была опубликована в Трудах Национальной академии наук (PNAS).
Однолетние растения имеют только один репродуктивный сезон, производя цветы и плоды. Ученые ищут генетические факторы, которые заставляют растения прекращать цветение, чтобы контролировать продолжительность их репродуктивной фазы. Несколько лет назад группа под руководством Кристины Феррандис, профессора-исследователя CSIC в IBMCP, определила ген под названием FUL (FRUITFULL) как важный регулятор остановки цветения.
«Первые исследования проводились только на арабидопсисе, лабораторном растении, не представляющем агрономического интереса», — вспоминает Феррандис. «Мы хотели знать, одинакова ли эта функция FUL у других видов, особенно видов сельскохозяйственных культур, и можем ли мы использовать эти знания для создания растений, которые дольше производят цветы и плоды и, следовательно, имеют более высокий урожай», — резюмирует она. С этой целью группа под руководством исследователя CSIC Франсиско Мадуэньо из IBMCP и включающая французских и канадских ученых изучила роль гена FUL в растениях гороха, бобовых культурах с высокой пищевой ценностью.
Ученые увидили, что мутации, которые приводят к потере функции генов FUL у гороха, заставляют растения производить цветы и, следовательно, плоды гораздо дольше. Это говорит о том, что FUL контролирует продолжительность репродуктивной фазы не только у лабораторного растения Arabidopsis, но и у других видов, включая сельскохозяйственные растения.
«Длительное производство цветов и плодов означает, что у некоторых сортов гороха мутации в генах FUL могут удвоить производство семян, при этом питательные характеристики идентичны немутантным растениям как в теплице, так и в поле», — говорит она.
Авторы исследования подчеркивают, что для получения мутаций в анализируемых генах FUL они использовали банки мутантов, полученные классическими методами без создания трансгенных растений.
В результате, метод получения новых сортов растений может быть основан на традиционном мутагенезе, который используется сегодня и в этом исследовании, или на редактировании генов с помощью CRISPR, наиболее перспективного и мощного инструмента точного земледелия в ближайшем будущем.
«Потенциальное применение этих результатов заключается в использовании генов FRUITFULL в качестве биотехнологического инструмента для повышения урожайности зернобобовых культур. Наиболее значительная прибавка урожая семян наблюдалась у среднеурожайных сортов гороха. Напротив, у высокоурожайных сортов, которые уже имеют очень высокую урожайность, эффект мутаций в генах FUL невелик», — говорит Феррандис.
Источник: www.futurefarming.com
