Температура, продолжительность светового дня и другие факторы окружающей среды определяют время цветения растений, из-за чего фермерам сложно контролировать, когда собирать урожай. Хотя ученым удалось искусственно управлять цветением небольших цветковых растений, таких как Arabidopsis thaliana, им пока не удалось добиться такого влияния на зерновые культуры.Группа японских ученых во главе с профессором Такеши Идзава из Высшей школы сельского хозяйства и наук о жизни Токийского университета разработала новый сорт риса, который цветет через 40-45 дней после введения обычного агрохимиката, коммерчески известного как Routine или Oryzemate, который предотвращает появление риса. от заражения опасной болезнью, называемой рисовым взрывом.
Сначала ученые создали нецветущий штамм путем сверхэкспрессии гена (номер зерна, высота растения и дата заголовка 7, Ghd7), который подавляет гены цветения (гены флоригена), которые вызывают цветение на кончиках растений в условиях короткого дня. Затем Идзава и его коллеги изменили заголовок гена florigen с датой 3a (Hd3a) в нецветущем штамме риса, чтобы он активировался в ответ на определенные агрохимикаты.
Когда они тестировали штамм риса в лабораторных условиях и в горшках в естественных полевых условиях в Цукубе, городе в 70 км к северу от Токио, в префектуре Ибараки, исследователи заметили, что новый штамм зацвел примерно через 45 дней после введения химикатов. В опыте, длившемся более двух лет, они неоднократно наблюдали цветение только после опрыскивания.Идзава, который работал над молекулярными механизмами цветения растений более 20 лет, полагал, что будет несколько промоторов — генетических областей, которые включают ген, — которые заставят Hd3a реагировать на определенные агрохимические вещества. «Мы определили 12 промоторов-кандидатов, используя метод, называемый« анализ полевого транскриптома », который показывает, какие гены активируются в ответ на Routine или Oryzemate в естественных условиях культивирования. Мы проверили эффективность всех промоторов и обнаружили, что только один может быть использован для выполнения наши цели, а не несколько, как мы надеялись ».
Идзава продолжает: «Я хотел бы понять науку, лежащую в основе нашего нового штамма, потому что нам удалось управлять цветением только гемизиготных растений, то есть растений, которые имеют только одну копию гена вместо двух. "Следующая задача исследователей — увидеть, цветет ли новый сорт на рисовых полях и в различных других полевых условиях, чтобы в один прекрасный день фермеры могли решить, когда собирать урожай рисовых зерен.