Головна > Наука

Гірчиця має молекулярний «замок», який не дозволяє їй запилювати саму себе — це може допомогти створювати врожайніші гібриди

Сьогодні,   16:15    66

Дві індійські різновидності Brassica rapa, які зовні дуже схожі, поводяться принципово по-різному під час запилення. Toria відхиляє власний пилок і приймає чужий, тоді як yellow sarson здатна самозапилюватися. Дослідники Індійського технологічного інституту Гандінагара та ICAR-Directorate of Rapeseed-Mustard Research розібрали молекулярний механізм цієї різниці й функціонально перевірили кілька ключових генів.

Рослини Brassica rapa — toria та yellow sarson

Для селекції така властивість має практичне значення. Самонесумісність змушує рослину схрещуватися з іншою особиною, що підвищує генетичне різноманіття і дозволяє отримувати гібриди з так званим гетерозисом — підвищеною врожайністю або стійкістю.

Водночас для виробництва гібридного насіння важливо точно контролювати, коли материнська рослина відхиляє власний пилок, а коли ні. Якщо вона легко самозапилюється, селекціонерам доводиться фізично прибирати пилок або використовувати інші складні методи.

Останні новини:  Поверхня Меркурія містить значно менше діоксиду кремнію

Команда порівняла toria, яка демонструє виражену самонесумісність, із yellow sarson, яка приймає власний пилок. Спершу це підтвердили контрольованими запиленнями й мікроскопічним аналізом.

У toria після самозапилення пилкові зерна майже не проростали на приймочці маточки. У схрещуваннях із сумісною рослиною, навпаки, формувалися численні пилкові трубки, які проростали в тканини квітки.

Далі дослідники зосередилися на молекулярному «замку» цієї системи. На поверхні приймочки працює рецептор SRK, який розпізнає сигнали власного пилку. Після цього запускається каскад реакцій, що блокує проростання пилкової трубки.

Щоб не обмежуватися лише аналізом послідовностей генів, команда тимчасово вимикала окремі компоненти механізму. Для цього використовували короткі синтетичні фрагменти ДНК — antisense oligonucleotides, які зв’язуються з генетичними інструкціями й тимчасово заважають клітині використовувати їх.

Останні новини:  Пара білих карликів із шестихвилинною орбітою випромінює сильні гравітаційні хвилі

Такі молекули просто наносили на приймочку квітки, після чого рослину запилювали й дивилися, чи змінилася поведінка пилку. Важливо, що цей метод не вносить постійної генетичної модифікації.

Коли дослідники пригнічували SRK, FER1 або ARC1, система самовідторгнення toria руйнувалася. Квітка починала приймати власний пилок, а під мікроскопом було видно активне проростання пилкових трубок.




Інший ген — MLPK — дав несподіваний результат. У споріднених гірчичних рослин його вважають критично важливим для самонесумісності, але в toria його вимкнення лише частково послабило бар’єр.

Останні новини:  Одна літера може змінити історію кільця, яке десятиліттями пов’язували з Понтієм Пілатом

Це вказує, що різні сорти Brassica можуть використовувати не зовсім однакову молекулярну архітектуру навіть для одного й того самого результату. Частина генів може бути дубльована іншими шляхами або мати другорядну роль.

Для Індії така робота має ще й економічний контекст. Країна імпортує понад половину споживаної харчової олії, тому підвищення врожайності місцевих олійних культур є важливим напрямом селекції.

Автори вважають, що точна карта генів самонесумісності може спростити створення гібридних сортів із вищою олійністю, стійкістю до хвороб і нестабільної погоди. Це не готовий новий сорт, а фундаментальна генетична схема, на якій можна будувати подальшу селекцію.

https://phys.org/news/2026-09-pollinate-india-cooking-oil.html