Фермеры по всему миру теряют до миллиарда долларов в год, когда продолжительные осадки и высокая влажность заставляют пшеницу прорастать раньше срока – от этого падает урожайность и ухудшается качество зёрен.
Это явление называется предуборочное прорастание (pre-harvest sprouting, PHS), и агрономымного лет ищут средство против него. Пока ученые концентрировали свои усилия на генетических факторах, а также взаимодействии генотипов и внешней среды. Они пытались вывести сорт пшеницы, невосприимчивый к PHS – но успеха в этом деле не добились.
Но ученые из Университета МакГилла (Канада) догадались, что решение связано не только с генетикой, но и с эпигенетическими факторами. Группа во главе профессором Ясвиндером Сингхом (Jaswinder Singh) с факультета ботаники выявила ключевой ген, выступающий в качестве переключателя. Он решает, как растение прореагирует на высокую влажность и обильные осадки – должно ли произойти PHS или нет. Переключатель находится в гене ARGONAUTE4_9, расположенном в пути «РНК-зависимого метилирования ДНК» (RNA dependent DNA Methylation, RdDM).
«Сложный мезанизм RdDM состоит из нескольких белков, управляющих геномом в зависимости от роста, сигналов развития и стресса. В чем-то он является мозгом растений. И до нас никто не связывал работу RdDM с предуборочным прорастанием», - рассказывает Сингх.
Команда из Университета МакГилла сделала это открытие, применив несколько геномных и молекулярных инструментов для определения генов ARGONAUTE4_-9, а потом сравнив, как эти гены экспрессируются в разных сортах пшеницы – устойчивых к PHS и страдающих от него.
«Наше открытие также применимо к другим зерновым – а значит, мы скоро будем есть не только хлеб лучшего качества (где не будет липких комков), но пить лучшее пиво», - заявил Суриндер Сингх (Surinder Singh), соавтор исследования.