Кукуруза не всегда была такой сочной и сладкой, какой мы знаем её сегодня. И без адаптации к быстро меняющемуся климату она рискует потерять своё место в качестве продукта питания. Сборка растений — генетическая головоломка, в которой сотни генов совместно работают по мере роста растения. Профессор Дэвид Джексон из лаборатории в Колд-Спринг-Харбор (CSHL) работал с доцентом Джесс Гиллис над изучением генов, участвующих в развитии кукурузы. Их команда анализировала тысячи индивидуальных клеток, которые входят в состав развивающегося кукурузного початка. Они создали первую анатомическую карту, которая показывает, где и когда важные гены запускают и отключают ключевые этапы развития. Эта карта является важным инструментом для выращивания лучшей кукурузы.
Люди тысячи лет выращивали и улучшали кукурузу, чтобы сделать её более полезной. Джексон сказал:
«Тысячи лет назад, кукурузы не существовало, верно? Это было дикое растение, которое называли теосинте (teosinte). Теосинте даёт всего около 10 семян, и они настолько жесткие, что о них можно сломать зубы, если вы попытаетесь их съесть».
Секрет более крупных и многочисленных семян найден в наблюдении за молодыми початками кукурузы длиной 1-10 мм в длину. Учёные использовали технику, которая позволяла им отслеживать каждую клетку. Они дали каждой клетке генетическую ID метку — штрихкод. Сяоса Сюй, ведущий автор исследования, сравнивает это со строительством здания. Он сказал: «Мы можем использовать эту технологию секвенирования РНК одиночных клеток, чтобы определить, откуда какая клетка: этот блок из нашей кухни, или из нашей спальни?».
Учёные взяли кукурузу на ранней стадии развития, разбили её на отдельные клетки, пометили их, а затем увидели какие гены запускались в каждой из клеток. Джексон отмечает, что «в прошлом мы не могли отделить клетки и выяснить их генетическую информацию, специфичную для каждой клетки. И это действительно является новым и захватывающим». Далее они смогли реконструировать анатомическую карту, чтобы точно узнать, где использовались важные для развития кукурузы гены.
Зерновые культуры всё ещё развиваются. Джексон с нетерпением ожидает появление различных видов кукурузы, которые займут новую экологическую нишу. Он также надеется, что эта новая техника поможет другим ботаникам в их усилиях по повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
_______________
Источник. Исследование — https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii..
Перевод Екатерина Хананова, редактор Антон Меньшенин.
Если хотите поддержать наш проект, сделать это можно по ссылке.
_______________
