Генетики раскрыли 70-летнюю загадку покраснения кукурузы
Logo
Cover

Американские ученые обнаружили хитроумный механизм мутации, который включает ген, ответственный за появление у кукурузы красного пигмента. Этот механизм открывает путь к выведению более урожайных сортов.

304

Кульминацией 20 лет исследований профессора генетики Университета штата Пенсильвания Суриндера Чопры стал ответ на загадку спонтанной генной мутации, вызывающей покраснение различный частей кукурузы — зерен, сердцевины початков, кисточек и даже стеблей. Это явление, впервые замеченное в 1960, обычно можно было наблюдать у нескольких поколений растений, а потом оно так же внезапно исчезало, пишет EurekAlert.

Профессор Чопра и его команда занимались интрогрессией генов мутировавшей кукурузы, названной Ufo1, в различные инбредные линии. Используя ткани полученных растений-гибридов, ученые применили традиционные технологии РНК-секвенирования и генного клонирования в сочетании с новейшими, которые были недоступны до недавнего времени. И обнаружили причину включения в выключения красной пигментации.

Оказалось, что мутация Ufo1 свойственна не только кукурузе, но и сорго, рису и итальянскому просо. Впрочем, этот ген не сам вызывает изменений окраски растений. Но это делает ген pericarp color1, или p1. Ученые поняли, что ген Ufo1 контролируется на самом деле транспозоном — длинным прыгающим геном, который расположен рядом с Ufo1. Транспозон — это участок ДНК, который движется из одной локации генома в другую и может влиять на экспрессию соседних генов.

Когда транспозон включен, Ufo1 тоже включается и запускает ген р1, который отдает растению сигнал вырабатывать красный пигмент. Но когда транспозон выключен, передача сигнала прекращается. Вот почему ген Ufo1 так долго не могли найти.

Пока ученые не смогли установить, как Ufo1 взаимодействует с геном р1. Возможно, есть некий регулятор, который в случае сверхэкспрессии сообщает растению, что оно находится под угрозой, даже если это не так. Тогда в листьях начинают накапливаться излишки сахара, а в пестиках — природный инсектицид майзин.

Решив эту задачу, генетики приблизятся к выведению новых, более устойчивых или питательных сортов кукурузы и других сельскохозяйственных растений.        

Недавно американские ученые сообщили об открытии генетической модификации для выращивания табачных кустов рекордных размеров. Генетики воздействовали на фотодыхание растений и добились прироста урожайности до 40%.