«Мы пытались найти гены, которые позволяют дифференцировать гибриды сладкой кукурузы, у которых есть потенциал для получения более высоких урожаев в условиях стресса скученности, по сравнению с гибридами с более низкими урожаями при тех же условиях выращивания», — объясняет исследователь растениеводства U of I Ынсу Чоу.Чоу и ее команда измерили наблюдаемые или фенотипические признаки у высокоурожайных и низкоурожайных гибридов в условиях стресса скученности; к ним относятся признаки, которые, как известно, коррелируют со стрессом скученности, такие как высота растения, площадь листьев и время созревания. Также измерялись другие характеристики, такие как урожай, масса ядра, влажность ядра и процент заполнения.
Наконец, команда извлекла генетический материал из растений, чтобы изучить корреляцию между паттернами экспрессии генов и измеренными признаками.«Мы обнаружили кластеры генов, связанных с урожайностью в условиях стресса, — говорит Чоу.Хотя паттерны экспрессии генов указывают на то, что каждый гибрид использует уникальные механизмы для устойчивости к стрессу краудинга, исследователи подтвердили общую генетическую основу реакции урожайности у шести протестированных гибридов.
У низкоурожайных гибридов активность генов связана с различными реакциями на стресс, в то время как у высокоурожайных гибридов активность генов более напрямую связана с накоплением углеводов.Чоу говорит, что гены, участвующие в росте клеток, преобладали у низкоурожайных гибридов; эти гены могут быть ответственны за задержку цветения при стрессе скученности. И наоборот, гены, связанные с углеводным обменом, преобладали у высокоурожайных гибридов; эти гены могут иметь отношение к поддержанию урожайности в условиях стресса скученности.«Идентифицированные нами кластеры генов очень широки по своим биологическим функциям», — отмечает Чоу. «Наши результаты должны быть дополнительно проверены селекционерами для улучшения агрономии.
Но сужение пула генов до тех, которые, скорее всего, влияют на урожай, является важным шагом».Статья «Идентификация сетей коэкспрессии толерантности к стрессу, участвующих в урожайности сладкой кукурузы» опубликована в PLoS ONE.
Мартин Уильямс, эколог из USDA ARS и Университета Иллинойса, и Дженни Дрневич, специалист по биоинформатике из Университета Иллинойса, также внесли свой вклад в работу.