Geny kontrolujące czas kwitnienia pszenicy

Rośliny uprawne, takie jak pszenica, mają kilka etapów rozwoju, rozpoczynając od kiełkowania ziarna, przez wzrost rośliny, po kwitnienie i dojrzewanie. Czas kwitnienia (a następnie zapylenia) podczas tych etapów rozwoju ma duży wpływ na zbiory pszenicy i zdolność do dostosowania się do zmieniającego się środowiska.

Finansowany przez UE projekt FTPUQ (Flowering time pathways underlying quantitative variation in heading date of wheat) miał za zadanie przeanalizować geny kontrolujące czas kwitnienia pszenicy. Badacze chcieli w szczególności ustalić, jakie zmiany zachodzą w kwitnieniu pod wpływem miejscowych warunków klimatycznych. Zdolność roślin do adaptacji umożliwia rolnikom wybór odmiany pszenicy najlepiej dostosowanej do środowiska o różnych temperaturach i różnej dostępności światła słonecznego.

Temperatura i światło mają ogromny wpływ na przebieg wszystkich etapów rozwoju rośliny, w tym kwitnienia, jednak za precyzyjną regulację czasu kwitnienia odpowiada gen earliness per se (eps). Badacze analizowali różne warianty genu eps, aby określić, w jaki sposób kontroluje on rozwój rośliny, przystosowanie do zmian środowiska i plony.

Po skrzyżowaniu dwóch rodzicielskich roślin pszenicy z różnymi wariantami genu eps badacze uzyskali rośliny potomne, które umieścili w różnych warunkach środowiska. Odkryli, że gen kontrolował czas kłoszenia pszenicy, następujący na kilka dni przed kwitnieniem i wpływający na długość wczesnych faz rozwoju.

Aby ustalić położenie genu eps w genomie pszenicy, badacze zanalizowali rośliny potomne, które odziedziczyły określone warianty genu. Podczas wzrostu roślin na wiosnę i jesieni odnotowali również takie cechy, jak czas kwitnienia i plony. Sprawdzili też, czy istnieją zależności między tymi cechami a wariantem odziedziczonego genu.

Ustalono, że gen eps zlokalizowany jest na krótkim ramieniu chromosomu 3. Ta informacja umożliwi hodowcom selekcję najlepszych cech u roślin rodzicielskich, aby móc kontrolować czas kwitnienia pszenicy i maksymalizować plony.