Вчені Університету штату Айова вивчають історію того, як кукурудза стала провідною товарною сільськогосподарською культурою світу. Дослідження дозволяє вченим порівнювати гени кукурудзи з її диким предком, що може допомогти селекціонерам визначити корисні риси, які, можливо, були виведені з теосінте, дикого предка кукурудзи, протягом століть.

Дослідники нещодавно опублікували свої результати в академічному журналі Frontiers in Plant Science, детально описавши новий біотехнологічний інструмент, передову технологію для отримання фертильних трансгенних рослин teosinte.

Люди почали одомашнювати теосінте, дику траву, що росте в Мексиці, приблизно 10 000 років тому. Кожна рослина теосінте дає всього до дюжини зерен, які є жорсткими і містять менше поживних речовин, ніж сучасна кукурудза. Тому люди відбирали окремі рослини теосінте для отримання більш високих врожаїв, в кінцевому підсумку виводячи нові сорти зі своїми унікальними рисами.

Але частина вихідного генетичного матеріалу з теосінте була загублена. Ідентифікація цього генетичного матеріалу може допомогти сьогодні краще обробляти кукурудзу або, принаймні, дати вченим підказки про те, як краще використовувати генетичну різноманітність цієї культури.

"Ми сподіваємося виявити риси дикого предка, які були б корисні для сучасної кукурудзи. Вони можуть включати стійкість до хвороб і стресостійкість, а також вміст поживних речовин і, можливо, навіть поліпшення термінів росту і цвітіння", - сказав Джейкоб Зобрист, аспірант агрономії і один з авторів дослідження.

У новому дослідженні детально описано, як вчені виявили надійний протокол індукції та регенерації калуса з використанням сегментів завитків сіянців, пророслих з зрілого насіння. Це означає, що вчені змогли створити калусну тканину, яка схожа на стовбурові клітини, які недиференційовані і ще не розвинулися в різні клітини.

Ці недиференційовані калусні клітини піддаються введенню нової ДНК за допомогою трансгенної технології. Використовуючи технологію редагування генів, таку як CRISPR, дослідники тепер можуть націлюватися на конкретні гени teosinte і відключати їх, що дає їм новий рівень розуміння того, як дика рослина була одомашнена.

Це нагадує свого роду "машину часу". Сучасні вчені немов бачать, які риси вибирали стародавні селекціонери рослин. Лабораторія Кана Вана, професора біотехнології в агрономії вивчає teosinte з 2010 року. На думку вченого, нова публікація являє собою важливий крок вперед у розумінні teosinte і походження сучасної кукурудзи.

"Ми відкриємо безліч можливостей для багатьох людей, які зацікавлені в фундаментальних дослідженнях або в прикладних дослідженнях в галузі сільського господарства", - зазначив Кан Ван.