Une accumulation anormale de glucides – sucres et amidons – dans les grains et les feuilles d’une lignée mutante de maïs peut être attribuée à un gène mal régulé, et cette découverte offre des indices sur la façon dont la plante gère le strain.



Telle est la summary des chercheurs de Penn Point out dont l’étude précédente a découvert le gène Maize ufo1 responsable de la création de la lignée mutante de maïs. Ils évaluent actuellement ses effets et son potentiel d’inclusion dans la sélection de nouvelles lignées de maïs mieux à même de prospérer dans un monde qui se réchauffe. La découverte de niveaux de sucre additionally élevés dans les tissus végétaux dans leur dernière étude n’est qu’un autre element à prendre en compte par les phytogénéticiens.

« Cette découverte a des implications pour la sécurité alimentaire et la sélection de nouvelles lignées de cultures qui peuvent mieux faire facial area au changement climatique – avec le maïs, il reste encore beaucoup à faire », a déclaré Surinder Chopra, professeur de génétique du maïs au Collège des sciences agricoles.. « En fait, il y a une grande diversité génétique et phénotypique dans le maïs, et nous pouvons utiliser cette diversité et poser la issue, ‘Comment le gène ufo1 est-il distribué dans les 10 000 lignées de germoplasme existantes ? »  »



Les phytogénéticiens peuvent-ils sélectionner une partie de cette diversité et incorporer le gène ufo1 pour améliorer le maïs ? Telle est la question à laquelle Chopra tente de répondre, à commencer par cette nouvelle étude qui a révélé des niveaux de sucre élevés dans les graines et les feuilles de la lignée mutante de maïs.

Quels features peuvent être améliorés dans le maïs avec l’aide du gène ufo1 ?

« Certes, la tolérance au worry, mais aussi le développement probable des semences, ce qui a des implications sur le rendement des semences ainsi que sur l’amélioration de la biomasse », a déclaré Chopra. « Et nous aimerions développer un meilleur type de plante qui pourrait pousser dans une society furthermore dense, tout en étant furthermore productif. Et enfin, nous devons nous pencher sur la résilience et la durabilité. Pouvons-nous produire des lignées de maïs qui obtiennent le même rendement avec moins d’engrais et besoin de moins d’eau ?  »

Chopra a commencé des recherches sur le gène Maize ufo1 en raison de son affiliation avec une pigmentation orange / rouge dans la lignée mutante de maïs. Le célèbre généticien du maïs Charles Burnham, à l’Université du Minnesota, a identifié ce mutant ufo1 remarquable vers 1960. Un autre généticien du maïs bien connu, Derek Types, avec l’Université de Victoria, Canada, un étudiant de Burnham, a ensuite choisi le nom, qui se tient pour « facteur instable pour l’orange ».

Depuis lors, il a introgressé ses gènes dans une lignée consanguine maintenue par son groupe de recherche à Penn State. En 2019, Chopra a résolu le mystère génétique derrière ufo1.

Cependant, il s’avère que le gène contrôle de nombreuses caractéristiques de la plante au-delà de la pigmentation. Pourtant, ufo1 n’est qu’un gène, et il ne fonctionne pas seul dans le génome du maïs, a noté Chopra.

Il y a in addition de 30 000 gènes dans la plante de maïs, il est donc critical d’apprendre comment ufo1 interagit avec d’autres gènes avant que les phytogénéticiens puissent l’utiliser dans la sélection d’un nouveau sort de society, a-t-il ajouté. « Afin de passer à l’aspect de la sélection, nous devons d’abord apprendre comment ce gène fonctionne réellement », a déclaré Chopra. « Nous devons apprendre remark il s’associe avec les protéines, et l’apprentissage de ces interactions protéiques sera l’objectif de la recherche foreseeable future. »

Mais pour l’instant, cette étude a révélé remark l’accumulation de sucres dans les semences de maïs est modifiée en présence ou en l’absence du gène ufo1, selon Debamalya Chatterjee, doctorante en agronomie, qui a dirigé la recherche.

« In addition tard, nous pourrions utiliser cette connaissance du gène ufo1 dans la sélection, pour effectuer de meilleurs croisements qui rendent des hybrides plus résilients et furthermore productifs, où les sucres et les amidons sont en équilibre », a-t-il déclaré.

Les chercheurs ont fait un pas dans cette route aujourd’hui (3 mai) lorsqu’ils ont publié leurs résultats dans Plant Physiology, rapportant que le gène mutant du maïs ufo1 affecte la différenciation cellulaire, influence l’accumulation d’hydrates de carbone et d’hormones dans la plante et module les modèles d’expression des gènes essentiels impliqués. dans le développement des semences de maïs.

Tous les matériaux végétaux analysés dans l’étude ont été cultivés pendant les étés 2016-2020 au centre de recherche agricole Russell E. Larson, à Rock Springs, et dans des serres et des chambres de croissance de plantes sur le campus de Penn State’s University Park. Les consanguines et les stocks génétiques ont été obtenus auprès du Maize Genetics Cooperation Inventory Heart géré par le Company de recherche agricole du Département de l’agriculture des États-Unis.

La Countrywide Science Basis et une bourse internationale du Conseil indien de la recherche agricole ont soutenu ce travail.