Ученые из университета Гуанчжоу идентифицировали семейство генов, которые могут помочь увеличить урожайность и устойчивость к стрессу у китайской капусты (чой-сум). Исследование открывает перспективы для селекции новых сортов этой важной для Южного Китая овощной культуры.
Ценность капусты чой-сум (*Brassica rapa var. parachinensis*) определяется высотой ее съедобного стебля – чем он выше, тем больше урожай и выше рыночная стоимость. Рост стебля напрямую зависит от растительных гормонов, в частности ауксинов и брассиностероидов. Китайские исследователи сосредоточились на генах, которые отвечают за транспортировку этих гормонов внутри растения.
В ходе работы ученые проанализировали геном капусты и выявили 36 генов семейства ABCB, кодирующих белки-транспортеры. Эти белки встроены в клеточные мембраны и переносят через них различные молекулы, включая гормоны. Особое внимание привлекли два гена – BraABCB27 и BraABCB28. Они оказались ближайшими родственниками хорошо изученных генов-транспортеров гормонов у модельного растения арабидопсис.
Ключевым открытием стало обнаружение физической связи белков, кодируемых этими двумя генами, с рецептором брассиностероидов BRI1. Это указывает на то, что у капусты, как и у других растений, процессы транспортировки гормонов и их восприятия клеткой тесно взаимосвязаны и происходят скоординированно. Белки-переносчики и рецепторы находятся в непосредственной близости на поверхности клетки, что позволяет им работать как единая система.
Исследователи также выяснили, что разные гены из этого семейства по-разному реагируют на внешние условия, такие как засуха или повышенная температура. Это означает, что в ходе эволюции гены не просто дублировались, а приобрели специализированные функции. Такая дифференциация позволяет растению гибко адаптироваться к изменениям окружающей среды.
Результаты работы дают селекционерам конкретные генетические мишени. Воздействуя на гены BraABCB27 и BraABCB28, можно будет создавать сорта капусты чой-сум с более высокими стеблями и повышенной устойчивостью к неблагоприятным условиям. Подходы, разработанные в этом исследовании, также применимы к другим родственным культурам, таким как брокколи, белокочанная капуста и рапс.