Биологи раскрывают генетический механизм, который мог увеличить урожай в зерновых культурах: Точное регулирование гормонов завода в раннем репродуктивном развитии как цель увеличений урожая

Результаты исследования лаборатории Eveland, «Brassinosteroids модулируют судьбу меристемы и дифференцирование уникальной морфологии соцветия в Setaria viridis», были недавно изданы в журнале The Plant Cell. В их исследовании Янг и др. нанес на карту генетическое местоположение в S. viridis геном, который управляет ростом стерильных отделений, названных щетинами, которые произведены на имеющих зерно соцветиях некоторых разновидностей травы.

Их исследование показало, что эти стерильные щетины первоначально запрограммированы, чтобы быть колосками; определенные для травы структуры, которые производят цветы и зерно. Работа Эвелэнда показала, что преобразование колоска к щетине определено рано в развитии соцветия и отрегулировано классом гормонов завода, названных brassinosteroids (BR), которые модулируют диапазон физиологических процессов в росте завода, развитии и неприкосновенности.

В дополнение к преобразованию стерильной структуры к имеющей семя исследование также показало, что локализованное разрушение синтеза BR может привести к производству двух цветов за колосок, а не единственный, который, как правило, формируется. Эти зависимые от BR фенотипы поэтому представляют два потенциальных пути для усиления производства зерна в millets, включая прожиточные зерновые культуры во многих развивающихся странах, которые остаются в основном неиспользованными для генетического улучшения.«Эта работа – большая демонстрация того, как Setaria viridis может быть усилен, чтобы получить фундаментальное понимание механизмов, которые управляют производством семени в травах – наша самая важная группа заводов, которая включает зерно, сорго, рис, пшеницу и ячмень», сказал Томас Братнелл, доктор философии, директор института предпринимательства Возобновляемых видов топлива, Центра Danforth. «Также стоит отметить, что этот проект был задуман, и работа начата после того, как доктор Эвелэнд присоединился к Центру Danforth – впечатляющий подвиг для младшего преподавателя, который говорит и с преимуществами работы над образцовой системой и с отличной командой, которую она собрала в Центре Danforth».

В Центре Danforth исследование Эвелэнда сосредотачивается на механизмах развития, которые управляют чертами архитектуры завода в зерновых культурах. Определенно, она занимается расследованиями, как органы завода сформированы из стволовых клеток, и как изменение в основном гене регулирующие сети может точно смодулировать форму завода.

Ее команда объединяет и вычислительные и экспериментальные подходы, чтобы исследовать, как волнения к этим генным сетям могут изменить морфологию, и в разновидности и через травы, с конечной целью определения целей улучшения урожая зерна в хлопьях.«Инструменты генетики и геномики, которые появляются для Setaria, позволяют более быстрый разбор молекулярных путей, таких как этот и позволяют нам управлять ими непосредственно в системе, которая тесно связана с продовольственными зерновыми культурами, которые мы стремимся улучшать», сказал Эвелэнд. «Это означает, что мы просто что намного ближе к проектированию и развертыванию оптимальной архитектуры для зерновых культур.

Перспектива усиления этих результатов для улучшения связанных трав, которые являются также сиротскими разновидностями урожая, такими как жемчуг и foxtail millets, особенно захватывающая».