Революційне відкриття дозволить прогодувати всю планету завдяки генетичним технологіям

Як активація одного гена вирішить проблему світового голоду?

Пшениця є однією з найважливіших світових сільськогосподарських культур, що забезпечує харчуванням мільярди людей щодня. Однак зростання населення, зміна клімату та обмеженість земельних ресурсів ускладнюють збільшення обсягів виробництва за допомогою традиційних методів. Саме тому відкриття, зроблене командою дослідників з Університету Меріленда, має світовий потенціал, пише 24 Канал з посиланням на SciTechDaily.

У центрі уваги вчених опинився рідкісний сорт хлібної пшениці, який мав незвичайну ознаку – потрійне зерно. У той час як звичайна пшениця має лише одну зав’язь на квітку, цей варіант міг формувати три. Для з'ясування причини, дослідники склали детальну генетичну карту цієї унікальної пшениці та порівняли її зі звичайною.

Аналіз показав, що у рослинах з мутацією активізувався ген WUSCHEL-D1 (WUS-D1), який зазвичай знаходиться у "сплячому" стані. Якщо він вмикається на ранніх етапах формування квітки, то збільшує розвиток квіткової тканини, що, своєю чергою, дозволяє формуватися додатковим жіночим структурам, таким як зав'язі або маточки. Оскільки кожна зав'язь здатна перетворитися на зернину, це відкриття має потенціал значно підвищити кількість пшениці, виробленої з однієї ділянки.

Співавтор дослідження та доцент кафедри рослинництва Віджай Тіварі пояснив у своєму дослідженні, яке опублікували в Proceedings of the National Academy of Sciences, що визначення генетичної основи цієї ознаки відкриває шлях для селекціонерів. Вони можуть вбудовувати цей механізм у нові сорти пшениці, потенційно збільшуючи кількість зерен у колосі та загальний урожай утричі. Навіть невелике зростання кількості зерен може суттєво вплинути на глобальне виробництво продовольства.

На цих фотографіях показано пшеницю, яка дає більше зерен, ніж звичайна / Фото і колаж Vijay Tiwari, University of Maryland

Тепер, використовуючи інструменти для редагування генів, вчені зможуть сфокусуватися на подальшому вдосконаленні цієї ознаки, що, за словами Тіварі, пропонує захоплюючий шлях для розробки економічно вигідної гібридної пшениці.

Це відкриття дає селекціонерам новий потужний інструмент для збільшення врожайності без необхідності використання більшої кількості землі, води чи добрив.

Додатково, ідентифікація WUS-D1 може призвести до розробки аналогічних високоврожайних сортів для інших зернових культур, наприклад, кукурудзи.