Похожие статьи
То, что происходит под землей на кукурузном поле, легко не заметить, но архитектура корней кукурузы может играть важную роль в поглощении воды и питательных веществ, влияя на засухоустойчивость, эффективность использования воды и устойчивость. Если селекционеры смогут стимулировать рост корней кукурузы под более крутым углом, эта культура потенциально сможет получить доступ к важным ресурсам глубже в почве.
Первый шаг на пути к этой цели — изучение генов, участвующих в гравитропизме, росте корней в ответ на гравитацию. В новом исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые из Висконсинского университета в сотрудничестве с исследователями из Университета Иллинойса определили четыре таких гена у кукурузы и модельного растения Arabidopsis.
Когда прорастающее семя переворачивается на бок, некоторые корни совершают резкий крутой поворот в сторону силы тяжести, в то время как другие поворачиваются немного медленнее. Исследователи использовали методы машинного зрения для наблюдения тонких различий в гравитропизме корней у тысяч проростков и объединили эти данные с генетической информацией по каждому проростку. В результате была составлена карта вероятного расположения генов гравитропизма в геноме.
Карта привела исследователей к нужным районам генома — регионам с несколькими сотнями генов — но они все еще были далеки от определения конкретных генов гравитропизма. К счастью, у них был инструмент, который мог помочь.
«Поскольку ранее мы провели такой же эксперимент с дальним родственным растением арабидопсисом, мы смогли найти гены в соответствующих регионах генома у обоих видов. Последующие анализы подтвердили идентичность четырех генов, которые изменяют корневой гравитропизм. Новая информация может помочь нам понять, как гравитация формирует архитектуру корней», — рассказывает Эдгар Сполдинг, профессор кафедры ботаники Висконсинского университета и ведущий автор исследования.
Мэтт Хадсон, профессор кафедры растениеводства Иллинойского университета и соавтор исследования, добавляет: «Мы изучили малоизученную особенность кукурузы, которая важна по целому ряду причин, особенно в контексте изменения климата. И сделали это, заставив эволюционные различия между растениями работать в нашу пользу».
Кукуруза и арабидопсис, маленький родственник горчицы, исчерпывающе описанный биологами растений, развивались на расстоянии около 150 миллионов лет друг от друга в эволюционной истории. Хадсон объясняет, что хотя оба вида разделяют основные функции растений, гены, контролирующие их, вероятно, со временем перемешались в геноме. Оказалось, что это полезно для поиска общих генов.
У близкородственных видов гены, как правило, располагаются в геноме примерно в одном и том же порядке (например, ABCDEF). Хотя те же гены могут существовать и у дальних видов, порядок расположения генов в области, к которой относится признак, не одинаков (например, UGRBZ). Как только исследователи определили, где искать в каждом геноме, несовпадающие последовательности генов привели к появлению общих генов (в данном случае B).
Эксклюзивный перевод*
Фото: Pixabay / CC0 Общественное достояние
Ведущий автор рубрик «общество», «герои среди нас», «технологии». Считаю, что нужно бережно относиться к фактам и тщательно проверять информацию. Именно этим журналистика отличается от записей в блогах.
