Растениеводы давно знали о том скрещивании различных врожденных линий, имеет положительное влияние на урожай. Однако причины этого так называемого «эффекта гетеросестры» в основном неясны. «По этой причине мы бросили более близкий взгляд на одну определенную врожденно-гибридную комбинацию несколько лет назад», объясняет профессор доктор Франк Хохголдингер от Института Сохранения Науки и Ресурса Урожая (INRES) в Боннском университете. «Мы смогли показать, что у гибридного потомка есть много более активных генов, чем его родители. Но в то время мы не знали, применилось ли это только к этой определенной комбинации исходных растений, или если это был общий механизм».В данном исследовании ученые поэтому исследовали не всего один, но и шесть различных врожденно-гибридных комбинаций.
Родительские врожденные линии были отдаленно связаны и равномерно распределены всюду по всей кукурузе филогенетическое дерево. Это почти похоже на соединение таксы с овчаркой, затем мопсом, и наконец с лабрадором.«Мы теперь проанализировали, какие гены были расшифрованы на оригинальных заводах и который в потомках», объясняет Ютта Балдауф от INRES. «Это подтвердило результаты нашей более ранней работы: гибриды всегда содержали намного большее число активных генов, чем их родители».Образование дополнения делает кукурузу более продуктивной
Кукурузы содержат два варианта каждого гена, также известного как аллели. Одна из этих аллелей прибывает от женщины, другого от мужчины – родителя.
Они часто не одинаково активны с одним вариантом, прочитанным более часто, чем другой. Некоторые аллели могут даже быть полностью выключены.Поскольку распространение врожденных линий означает, что они самоопылены по многим поколениям, две аллели большинства их генов идентичны. Это может привести к определенным генам, не расшифровываемым вообще.
Однако эти гены могут быть активными в другой врожденной линии. Если эти родительские линии теперь пересечены друг с другом, активными генами родительских дополнительных бездействующих генов другого родителя в потомках.«В среднем мы поэтому считаем более активные гены в потомках», объясняет Болдоф. И не еще много: ученые помещают генетическую выгоду в 500 – 600 дополнительно активных генов в среднем.
Генетический материал кукурузы включает приблизительно 40 000 генов всего. «Образование дополнения генов SPE, сокращение обозначает «Выражение Родителя-одиночки», мог быть один из факторов, почему гибриды выступают лучше, чем их родители», говорит профессор Хохголдингер.У кукурузы есть много генов, которые оставались фактически неизменными в течение миллионов лет. Эти «старые» гены так важны для завода, что мутации в них могут существенно затронуть работу завода.
Напротив, большинство генов SPE развивалось позже в ходе эволюции. Они не берут жизненные ключевые функции и могут поэтому быть активными в одной кукурузе врожденная линия, но не в другом. Многие из них принадлежат определенным группам так называемых транскрипционных факторов. Это белки, которые регулируют деятельность других генов.
Результаты могут облегчить культивирование лучших видов кукурузы выполнения в среднесрочной перспективе. «С генами SPE мы предоставляем производителям завода генетические маркеры с этой целью», подчеркивает Хохголдингер. «Может быть возможно выбрать определенных партнеров по гибридизации на основе этих маркеров, которые могли привести к особенно высокодоходным гибридам». Они очень важны для долгосрочной пищи увеличивающегося мирового населения: Эксперты ожидают, что сельскохозяйственные урожаи должны увеличиться на 70 процентов к 2050.
Кукуруза уже – самый продуктивный урожай в настоящее время; это поэтому играет особенно важную роль в пище.