Ген, повышающий урожайность сахарной свёклы
Европейские исследователи обнаружили ген, способный повысить урожайность сахарной свёклы. Результаты исследования, опубликованные в журнале Current Biology, показывают, как долго разыскиваемый ген стрелкования B у сахарной свёклы может помочь производителям семян повысить эффективность выращивания, смягчая снижающие урожайность загрязнения, а также поддержать селекционеров в создании новых сортов с более крупными корнеплодами.
Команда под руководством учёных из Кильского университета (Германия) и Центра растениеводства Умео (Швеция) установила, что ген BvBTC1 определяет, будет ли и когда растение свёклы зацветать. Проблема раннего цветения в том, что оно останавливает рост корнеплода, что, в свою очередь, снижает мировые урожаи сахарной свёклы.
Сахарная свёкла отличается от злаков тем, что семена, развивающиеся после цветения, не собирают. Используют только утолщённые корни, богатые сахаром.
Для свёклы морской, дикого предка сахарной свёклы, характерно цветение в первый год роста, при этом корнеплод не формируется. В отличие от дикого типа, культурная сахарная свёкла развивает крупный корнеплод, который собирают до его цветения на второй год.
Европейские фермеры обычно выращивают сахарную свёклу с весны до осени, избегая посева под зиму, так как это привело бы к цветению после зимы и формированию лишь мелких корней. Более низкие температуры запускают процесс цветения.
«Было очевидно, что существует генетическое различие между рано цветущей свёклой, встречающейся в дикой природе, и одомашненной сахарной свёклой, имеющее огромные последствия для сельскохозяйственного использования. Мы хотели узнать, в чём именно это различие, как оно возникло, и можем ли мы использовать этот ген для контроля цветения и, следовательно, увеличения выхода сахара», — сказал Андреас Мюллер, ведущий исследователь из Института селекции растений в Киле.
В исследовании учёные вырастили и проанализировали ДНК тысяч растений, чтобы точно определить местоположение так называемого гена стрелкования, а затем сравнили гены в этом локусе с генетическими наборами других растений.
«Мы ожидали найти ген, похожий на тот, что у хорошо изученного растения Arabidopsis thaliana, но, к удивлению, обнаружили совершенно другой. Следующим шагом была проверка функции гена в эксперименте, где этот ген был инактивирован в сахарной свёкле методами генной инженерии. Растения не зацвели. Этот эксперимент стал окончательным доказательством того, что мы идентифицировали ген стрелкования сахарной свёклы», — пояснил ведущий автор Пьер Пэн, аспирант Центра растениеводства Умео.
Профессор Уве Нильссон из Центра растениеводства Умео отметил, что характеристика гена стрелкования B, теперь названного BvBTC1, и обнаружение его ключевой роли в регуляции цветения — это крупное достижение как для сахарной промышленности, так и для исследований контроля цветения.
Профессор Кристиан Юнг из Киля назвал результаты революционными, «поскольку генетический механизм, контролирующий цветение у сахарной свёклы, отличается от всех других изученных на сегодня растений».