Вчені відкрили мережу генів коріння рослин, яка контролює метаболізм азоту
Зроблене відкриття дозволить отримати більш високі врожаї культур з меншим використанням кількості добрив
Сіобан Брейді, біолог Каліфорнійського університету у Девісі, та її колеги з лабораторії Cold Spring Harbor виявили мережу генів, які дозволяють корінню рослин поглинати та переробляти азот. Ця інформація може допомогти у виведенні нових сортів сільськогосподарських культур.
"Метаболізм азоту надзвичайно важливий для росту, - сказала Сіобан Брейді, доцент кафедри біології рослин Каліфорнійського університету та старший автор статті. - Винахід азотних добрив понад сто років тому дозволив масово збільшити продуктивність сільського господарства, щоб годувати мільярди людей. Але в той самий час, стоки надлишкових пестицидів у ґрунти, водні шляхи та океани мають багато негативних наслідків".
Розуміючи, які саме гени контролюють процеси поглинання та метаболізму азоту в рослин, вчені сподіваються надати селекціонерам інструменти для виведення сортів, які потребують менше мінеральних добрив або краще використовують їх.
"Ми знаємо, які гени беруть участь у засвоєнні та транспортуванні азоту, але ми не розуміємо всіх способів регулювання азотного метаболізму", - сказала Брейді.
Більшість цих регуляторних генів, які називаються транскрипційними факторами, оскільки вони контролюють транскрипцію (або активність) інших генів, були ідентифіковані у стеблах, паростках та листі, але не дуже багато в корінні, куди азот дійсно потрапляє в рослину з ґрунту.
Лабораторія Брейді прагне відкрити мережі генів, які контролюють процес росту та життєдіяльності коріння рослин. Оскільки азот настільки важливий для рослин, група Брейді зробили припущення, що фактори транскрипції для метаболізму азоту також будуть пов'язані з іншими важливими процесами.
Вчені використовували робототехніку для скринування факторів транскрипції сотень генів одночасно, збираючи їх у мережу. Колеги з лабораторії Cold Spring Harbor використовували обчислювальні методи для прогнозування того, які гени найбільш важливі в мережі. Потім вчені Каліфорнійського університету змогла вивчити роль цих генів у рослинах. В результаті вчені встановили основний набір генів, які є визначальними в метаболізмі азоту.
"Якщо ми хочемо розводити азотпродуктивні рослини, нам потрібно акцентувати увагу саме на цих генах", - сказала Брейді.
Дослідницький проект отримав підтримку з боку DuPont Pioneer, National Science Foundation і Howard Hughes Medical Institute and University of California.
Також читайте: