Ученые обнаружили крошечный генетический переключатель, который может накормить миллиарды людей
Ученые из Университета Мэриленда обнаружили генетический ключ к редкому сорту пшеницы, который дает три зерна там, где обычная пшеница дает только одно.
Команда обнаружила, что обычно неактивный ген WUSCHEL-D1 становится активным на ранней стадии развития цветка, заставляя растение образовывать дополнительные завязи, каждая из которых может превратиться в зерно. Это открытие может позволить селекционерам разрабатывать новые, более урожайные сорта пшеницы без необходимости использования дополнительных земельных ресурсов, что станет важным шагом на пути к удовлетворению глобальных потребностей в продовольствии в условиях меняющегося климата.
Раскрытие генетической тайны пшеницы
Исследователи из Университета Мэриленда идентифицировали ген, ответственный за редкий сорт пшеницы, который развивает три завязи в каждом цветке вместо одной. Поскольку каждая завязь может превратиться в зерно, это открытие может значительно увеличить количество пшеницы, производимой с одного акра. Открытие было подробно описано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences 14 октября 2025 года.
Необычная особенность трех завязей была впервые обнаружена у естественного мутанта обычной хлебной пшеницы, но сначала ученые не знали, что ее вызвало. Чтобы выявить генетическое отличие, команда из Мэриленда создала точную карту ДНК мутантной пшеницы и сравнила ее с ДНК обычной пшеницы. Их анализ показал, что был активирован обычно неактивный ген, известный как WUSCHEL-D1 (WUS-D1). Когда WUS-D1 включается на ранней стадии образования цветка, он увеличивает цветочную ткань и позволяет растению производить дополнительные женские органы, такие как пестики или завязи.
Превращение генов в стимуляторы урожайности
Если ученые и селекционеры научатся запускать этот же процесс, они смогут вывести новые сорта пшеницы, которые будут давать больше зерен на каждом растении. Даже небольшое увеличение количества зерен может оказать значительное влияние на мировые запасы продовольствия.
«Выявление генетической основы этого признака открывает селекционерам путь к его внедрению в новые сорта пшеницы, что потенциально может увеличить количество зерен на колосе и общий урожай», — сказал Виджай Тивари, доцент кафедры растениеводства и соавтор исследования. «Используя инструментарий для редактирования генов, мы теперь можем сосредоточиться на дальнейшем улучшении этого признака для повышения урожайности пшеницы. Это открытие открывает интересный путь к разработке экономически эффективной гибридной пшеницы».
Питание будущего без дополнительных земель
Это важно, потому что пшеница является одной из основных сельскохозяйственных культур в мире, питающей миллиарды людей каждый день. По мере роста мирового спроса на пшеницу, изменение климата, ограниченность сельскохозяйственных земель и рост населения делают все более сложным увеличение производства с помощью традиционных методов. Это открытие может дать селекционерам новый мощный инструмент для повышения урожайности без необходимости использования дополнительных земель, воды или удобрений.
Открытие WUS-D1 может также привести к разработке аналогичных сортов других зерновых культур с множественными завязями.
