Новое международное исследование, проведенное учеными из Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды имени Мартина-Гаттона при Университете Кентукки (США) в сотрудничестве с коллегами из Китая выявило ключевой генетический фактор, отвечающий за прочность и долговечность семян кукурузы. Речь идет о ферменте под названием L-изоаспартилметилтрансфераза 1, или ZmPIMT1, который играет роль внутреннего ремонтника клеток. Этот белок исправляет повреждения других белков, неизбежно возникающие в семенах во время их хранения. От его активности напрямую зависит, насколько успешно семя перенесет период покоя и даст здоровый росток.
Исследователи сосредоточили внимание не на самом гене, кодирующем белок, а на его регуляторной области — своеобразном «переключателе», который контролирует активность этого гена. Ученые обнаружили, что у разных линий кукурузы существуют две основные версии этого переключателя. Одна версия обеспечивает высокий уровень производства белка ZmPIMT1, тогда как другая содержит вставку ДНК, которая значительно снижает его выработку. Семена с более активной версией переключателя и, как следствие, с большим количеством белка-ремонтника демонстрировали впечатляющие результаты. Они сохраняли высокий процент всхожести и давали более крепкие ростки даже после прохождения тестов на ускоренное старение, которые моделируют длительное хранение в неблагоприятных условиях.
Как отметил один из авторов работы, примерно 70% рациона человека составляют семена, а значительная часть остального зависит от животных, которых кормят семенами. Неудачи при хранении семян несут убытки для всех участников цепи — от фермеров и семеноводческих компаний до конечных потребителей. Повреждения белков в сухих семенах со временем накапливаются, и если критически важные белки, такие как PABP2, отвечающий за запуск синтеза новых белков при прорастании, выходят из строя, семя теряет энергию и не может дать жизнь новому растению. Белок ZmPIMT1 помогает восстановить PABP2, экономя драгоценные ресурсы семени.
Полученные результаты дают селекционерам и семеноводческим компаниям четкий и практичный инструмент для улучшения сортов кукурузы. Теперь они могут целенаправленно отбирать линии с более сильным промотором ZmPIMT1, используя его как генетический маркер. Это прямой путь к созданию гибридов, семена которых будут дольше сохранять всхожесть, оставаться надежными и снижать риски для фермеров.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в Адыгее создадут банк семян редких и исчезающих сортов растений.
