Ученые из Сычуаньского сельскохозяйственного университета выявили у древнего китайского сорта пшеницы генетический участок, который стабильно контролирует количество продуктивных побегов – один из ключевых факторов урожайности. Результаты исследования опубликованы в журнале Theoretical and Applied Genetics.
Число побегов, формирующих колос, в отличие от веса и количества зерен, сильно зависит от внешних условий – например, от погоды и питательности почвы. Это затрудняет выведение сортов со стабильно высокой урожайностью. Китайские исследователи сосредоточились на эндемичной пшенице – подвиде, который веками выращивали в изолированных районах юго-западного Китая, включая Юньнань и Тибет. Эти сорта сохранили генетическое разнообразие, во многом утраченное в современных культурах.
Команда проанализировала 182 образца этой пшеницы, выращивая их в разных условиях в провинции Сычуань с 2022 по 2025 год. С помощью полногеномного анализа они обнаружили на хромосоме 5D локус, который назвали QPTN.sicau-CEW-5D. На него пришлось более 70% всех выявленных генетических факторов, влияющих на количество побегов. Анализ показал, что один из вариантов этого гена, гаплотип Hap1, стабильно увеличивает их число.
Растения с полезным гаплотипом были выше ростом, но длина колоса и количество колосков в нем не уменьшались. Это позволяет наращивать число побегов без ущерба для других составляющих урожая, что особенно ценно для селекционеров. Эффект подтвердился в ходе независимой проверки на другой группе из 220 сортов сычуаньской пшеницы. Стабильность этого гена выгодно отличает его от других локусов, чье влияние менялось в зависимости от среды.
Внутри участка ученые выделили три гена-кандидата. Два из них кодируют рецептороподобные киназы – белки, которые регулируют развитие и ветвление растений. Открытие позволяет создать молекулярные маркеры для отбора растений с нужным вариантом гена, что значительно ускорит и удешевит селекцию высокоурожайных сортов, устойчивых к климатическим изменениям.