Новая технология визуализации генов поможет повысить урожайность пшеницы

Исследователи из Центра Джона Иннеса и Института Эрлхэма используют передовые методы визуализации отдельных клеток, чтобы раскрыть секреты повышения урожайности пшеницы. Ключевой вопрос, на который они ищут ответ: почему зёрна в нижней части колоса (у основания) не достигают полного размера по сравнению с верхними.

В новом исследовании, опубликованном в журнале The Plant Cell, учёные применили метод пространственной транскриптомики. Эта технология позволяет визуализировать ткани на уровне отдельных клеток непосредственно в их естественном положении в растении, что ранее было затруднительно из-за жёстких клеточных стенок растений.

Команде удалось картировать экспрессию 200 генов в колосьях пшеницы на разных стадиях развития. Полученные данные выявили чёткие различия в активности генов, что поможет понять, почему базальные колоски часто производят лишь рудиментарные структуры вместо полноценного зерна.

Пшеница является источником пищи для примерно 2,5 миллиарда человек, и к 2050 году спрос на неё, как ожидается, вырастет более чем на 60%. Это исследование, раскрывающее механизмы формирования колоса, станет важным инструментом для учёных по всему миру в борьбе за повышение урожайности.

Все данные исследования находятся в открытом доступе на специально созданной платформе (wheat-spatial.com), чтобы другие исследователи могли их использовать.

Со-автор исследования Эшли Листер из Института Эрлхэма адаптировала методы, ранее применявшиеся только к млекопитающим, для работы с растениями. Она отметила: «Используя пространственную транскриптомику в развивающемся колосе пшеницы, мы можем информировать стратегии для глобальной продовольственной безопасности».

Другой со-автор, Кэти Лонг из Центра Джона Иннеса, отвечала за подготовку образцов и анализ данных. Она пояснила: «Несмотря на сложности, мы успешно картировали экспрессию 200 генов в колосьях пшеницы с клеточным разрешением».

Профессор Кристобаль Уауй, директор Центра Джона Иннеса, подчеркнул: «Показывая генетическую структуру пшеницы в новом свете и делая эти новые ресурсы доступными для других, мы открываем целый спектр возможностей для мирового сообщества учёных, работающих с пшеницей».