Исследователи из Лаборатории Сянху идентифицировали ген GmJAZ8, который играет ключевую роль в регулировании скорости прорастания семян сои. В работе, опубликованной в научном журнале Seed Biology, детально описывается влияние этого гена на гормональные сигнальные сети растения. Для сельского хозяйства решение этой задачи имеет стратегическое значение, так как соя относится к культурам с высоким содержанием масла и белка, что делает ее семена подверженными быстрой порче и потере жизнеспособности.
В рамках полногеномного поиска ассоциаций (GWAS) ученые проанализировали 277 различных образцов сои. Исследование более 89 миллионов однонуклеотидных полиморфизмов позволило локализовать на восьмой хромосоме участок, содержащий группу генов, ответственных за динамику роста. Дальнейший анализ экспрессии и использование трансгенных технологий подтвердили, что именно GmJAZ8 управляет биохимическими процессами при выходе семени из состояния покоя.
Функциональная проверка проводилась на модельном растении Arabidopsis thaliana. Эксперименты показали, что повышенная экспрессия GmJAZ8 значительно ускоряет прорастание в первые 24 часа после начала поглощения воды. Ученые установили, что ген воздействует на баланс двух ключевых гормонов – абсцизовой кислоты (АБК) и гиббереллинов. АБК подавляет развитие зародыша, тогда как гиббереллины стимулируют его рост. Деятельность GmJAZ8 приводит к снижению концентрации АБК и одновременному усилению синтеза гиббереллинов, создавая благоприятный гормональный фон для быстрого развития ростка.
Помимо изменения соотношения гормонов, обнаруженный ген подавляет работу регуляторов, отвечающих за поддержание состояния покоя семян. Это позволяет растению быстрее переходить от фазы метаболического затишья к активному эмбриональному росту. Такая генетическая перестройка минимизирует риски, связанные с длительным нахождением семян в почве, где они могут пострадать от избыточной влажности или патогенов.
Практическое применение результатов исследования открывает новые возможности для селекции. Использование выявленных аллельных вариантов GmJAZ8 позволит создавать сорта сои с повышенной энергией прорастания и более равномерными всходами. В условиях нестабильных климатических изменений и растущего спроса на продовольствие подобные инструменты молекулярной биологии становятся необходимым элементом для обеспечения стабильной урожайности и повышения эффективности агропромышленного комплекса.