Чем крупнее почка и два следующих за ней листка, тем больше сырья сборщики чая соберут за день, и тем выше будет урожайность плантации. Однако некоторые сорта требуют, наоборот, мелких почек. Существуют четкие стандарты сортов. Однако селекционеры не знали, какие гены отвечают за размер почек.
Ученые нашли регулятор размера чайных почек
Знатоки и производители чая знают — размер почки влияет на количество и качество будущего урожая. Долгие годы селекционеры пытались вывести идеальный сорт, но делали это вслепую, не понимая, какие гены за это отвечают.
Freepik
Ученые из Китайской академии сельскохозяйственных наук взяли 280 сортов чая и подвергли их тщательному анализу. Исследование было опубликовано в журнале Horticulture Research.
Сперва специалисты провели цифровое фенотипирование — точное фотографирование и измерение растений с помощью компьютеров. С помощью специальных программ и сканеров ученые измерили длину, ширину, площадь и периметр каждой почки.
Они обнаружили, что размер почек у разных сортов меняется плавно — от очень мелких до очень крупных. Причем этот признак оказался высоко наследуемым, то есть, если у родителей растений почки крупные, то и у его потомков они, скорее всего, тоже будут крупными. Это доказало, что размером почки управляет генетика.
Тогда ученые провели генетический анализ. Они сравнили два типа растений: сорта с очень маленькими и с крупными почками. Исследователи сосредоточились на семействе генов KNOX, которые включают и выключают сотни других генов, определяя, как будут развиваться побеги и листья.
Анализ показал, что у сортов с мелкими почками четыре гена из этого семейства работают более активно. А больше всех — ген CsKNOX6.
Функциональная валидация CsKNOX6
Чтобы убедиться, что CsKNOX6 действительно управляет размером, ученые поставили эксперимент на резуховидке Таля. Они искусственно заставили ген работать на полную мощность.
Опыт показал, что растения с гиперактивным геном CsKNOX6 развивались ненормально. Их листья были значительно меньше, чем у обычных растений — площадь листьев сократилась до 13% от нормы.