Исследование раскрыло молекулярный механизм точной регуляции сроков вымётывания риса

Группа инновационных исследований функционального генома сельскохозяйственных культур Института исследования сельскохозяйственных культур Китайской академии сельскохозяйственных наук расшифровала молекулярный механизм, с помощью которого ключевые гены опосредуют передачу фотопериодного сигнала у риса и точно регулируют сроки его вымётывания (выбрасывания метёлки). Результаты были опубликованы в авторитетном журнале The Plant Cell.

Оптимальные сроки вымётывания являются критически важными для обеспечения стабильности урожайности и качества риса. Две основные группы генов, участвующие в этом процессе, — гены-интеграторы сигнала вымётывания и гены флоригена — были известны ранее, однако сигнальный каскад, посредством которого первые активируют экспрессию вторых, оставался нерасшифрованным. Исследователи обнаружили ключевой ген-мост, который соединяет эти группы: он принимает сигналы от вышестоящих регуляторов и активирует экспрессию нижестоящих генов флоригена, формируя полный сигнальный путь. Дальнейший анализ показал, что кодируемый этим геном белок взаимодействует с белком флоригена в ядре клетки, осуществляя точный контроль времени вымётывания посредством механизма отрицательной обратной связи. Также было установлено, что в промоторе гена существуют естественные вариации, формирующие различные функциональные гаплотипы, что приводит к естественной дифференциации сроков вымётывания.

Один из гаплотипов, обеспечивающий ранее вымётывание, был отобран в ходе искусственной селекции и уже широко применяется в высокоширотных регионах с коротким вегетационным периодом. Данное исследование дополняет молекулярную сеть регуляции вымётывания риса, предоставляя теоретическую основу и важные мишени для селекции высокоурожайных и адаптивных сортов. Работа была поддержана Национальным ключевым проектом в области сельскохозяйственных наук и технологий, а также Программой научно-технических инноваций Китайской академии сельскохозяйственных наук.