Ученые Синьцзянской академии сельскохозяйственных наук обнаружили, что скорость потери влаги зернами гибридной кукурузы во многом определяется материнской наследственностью и механизмами геномного импринтинга. Результаты исследования, опубликованные в журнале Seed Biology, позволяют по–новому подойти к селекции культуры для повышения качества семян и снижения затрат на их послеуборочную обработку.
Влажность зерна при сборе урожая является критическим агрономическим показателем. Высокое содержание воды требует дополнительных расходов на промышленную сушку, сокращает сроки хранения и может негативно влиять на всхожесть. Ранее процесс обезвоживания кукурузы рассматривался как последовательность физиологической фазы, контролируемой генетически, и физической стадии, зависящей от внешних условий. Роль эпигенетических факторов, при которых активность генов зависит от их происхождения от конкретного родителя, до последнего времени оставалась малоизученной.
В ходе многолетних полевых испытаний исследователи проанализировали гибриды, полученные при скрещивании родительских линий с контрастными показателями влажности. Эксперимент показал, что растения, унаследовавшие геном быстросохнущих линий именно по материнской линии, теряли влагу значительно активнее. Например, использование линии PH4CV в качестве материнской обеспечивало суточную потерю влаги на уровне 1,1–1,17%, в то время как у медленно сохнущих образцов этот показатель не превышал 0,85%.
Молекулярный анализ подтвердил доминирование материнского транскриптома в процессе созревания семян. Генетики идентифицировали более 300 генов с выраженным родительским эффектом. Материнские гены оказались связаны преимущественно с углеводным обменом, тогда как отцовские отвечали за функции клеточных органелл и переработку белков. Выявленные закономерности указывают на то, что материнская регуляция может изменять потоки питательных веществ внутри зерна, тем самым ускоряя или замедляя его высыхание.
Практическое применение этих данных позволяет селекционерам целенаправленно отбирать материнские линии с благоприятными эпигенетическими профилями. Такой подход дает возможность создавать гибриды с улучшенными характеристиками сушки без потери биологической ценности зерна. В условиях глобальных климатических изменений и роста стоимости энергоресурсов подобные методы способствуют повышению экономической эффективности аграрного сектора и укреплению продовольственной безопасности.