questo Gnarly, La pianta di mais mutante potrebbe avere gravi implicazioni sui rendimenti

Dopo la presentazione di Jackson, un coltivatore di mais russo che era stato tra il pubblico ha cercato Jackson e ha raccontato di una strana pianta di mais in cui si era imbattuto in un terreno di prova a casa. La pianta aveva orecchie piccole con disorganizzato, file caotiche di chicchi, suggerendo un problema di cellule staminali di qualche tipo. Potrebbe essere rilevante per la ricerca di Jackson?

Infine, un campione di questo strano mais russo è arrivato a Jackson, che in seguito si unì alla facoltà del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) appena fuori New York City. Ha tenuto il mais russo, ma, occupato con altre ricerche genetiche, l'ha lasciato per anni nel dimenticatoio Bunsen.

E lì sedeva fino a pochi anni fa, quando Jackson e il suo staff di laboratorio sono stati in grado di rivolgere la loro attenzione su di esso. Abbastanza presto, avevano scoperto che al mais russo mancava un gene precedentemente sconosciuto, che hanno chiamato FEA3. Inoltre, la scoperta di questo nuovo gene ha portato alla scoperta di un nuovo percorso di segnalazione che regola la produzione di cellule staminali e ha un impatto diretto su quanto mais ti dà una pianta di mais.

La ricerca, che Jackson ha descritto come il più eccitante di cui abbia preso parte in oltre 20 anni di laboratorio, è stato pubblicato lunedì sulla rivista Genetica della natura . Se sei un genetista vegetale, la scienza stessa è affascinante. Ricerche precedenti avevano suggerito l'esistenza di questa nuova via di segnalazione, Per esempio, ma nessuno l'aveva mai trovata prima. E, a differenza delle altre principali vie di segnalazione delle cellule staminali vegetali, quello appena scoperto comporta segnali inviati dall'esterno, non dentro, la popolazione di cellule staminali. (analogia di Jackson:immagina che quando si costruisce una casa, i mattoni e la malta inviano suggerimenti e consigli agli architetti e ai costruttori.)

Per i circa 7,4 miliardi di persone sulla terra che non sono genetisti ma mangiano cibo, la rilevanza di questa ricerca risiede nel fatto che Jackson e i suoi colleghi hanno usato la loro nuova scoperta per allevare piante di mais con spighe più grandi e più chicchi che hanno mostrato un aumento della resa di quasi il 50 percento rispetto alle piante di controllo.

“È estremamente eccitante che questo possa avere un'applicazione nel mondo reale, "Jackson racconta" Contadino moderno in un colloquio telefonico.

Solo un po' più di scienza qui:lo strano mais russo che ha portato Jackson et al. a questa scoperta aveva orecchie deformate e una resa misera. Il suo gene FEA3 non funzionava affatto, per una mutazione naturale, e come risultato, la pianta ha coltivato troppe cellule staminali per il suo bene. Nel laboratorio, però, Jackson e i suoi colleghi sono stati in grado di sviluppare piante di mais con "alleli deboli" del gene FEA3. In queste piante, il sistema di controllo FEA3 regola la produzione di cellule staminali con un tocco più leggero, con conseguente aumento delle cellule staminali che significa orecchie più grandi e raccolti più grandi senza gli effetti negativi - come disordinato, disposizione dei chicchi meno efficiente sulla pannocchia, causata da cellule staminali impazzite.

Jackson definisce la ricerca la più eccitante di cui ha preso parte da oltre 20 anni.

Ciò non significa che i coltivatori di mais aumenteranno i raccolti del 50% la prossima stagione utilizzando questo debole mais FEA3, però.

“Non possiamo garantire che quando entreranno in un ambiente agricolo avranno lo stesso aumento, "dice Jackson.

Per uno, le piante di controllo utilizzate nei campi di prova di CSHL non sono le stesse varietà utilizzate per la produzione commerciale. In secondo luogo, il processo di spostamento della scoperta scientifica dal laboratorio al campo di grano è lungo e rigoroso.

Questo compito è in corso, però. DuPont Pioneer - un'enorme azienda di semi con sede in Iowa e uno dei numerosi finanziatori della ricerca FEA3 appena pubblicata - ha iniziato a convertire "alleli FEA3 deboli in ibridi potenzialmente rilevanti dal punto di vista commerciale e [organizzando] test di resa dettagliati, ” scrive il dottor Bob Meeley, responsabile della ricerca senior, in una e-mail.

Meeley – uno dei 13 coautori di Jackson sull'articolo – ha rifiutato di prevedere quanto tempo potrebbe volerci prima che le varietà di mais FEA3 deboli colpiscano il mercato. Ha spiegato che il processo di sviluppo di una varietà commerciale comporta l'incrocio di mais FEA3 debole in più linee diverse, seguito da almeno due anni consecutivi di test dettagliati in luoghi diversi.

Meeley ha aggiunto che la società "non ha aspettative per un aumento così drammatico" come è stato osservato nella ricerca accademica, ma ha espresso ottimismo circa il suo potenziale.

“Data l'unicità della [scoperta di Jackson], Condivido la sua eccitazione per il fatto che possiamo fare più ricerche per testare molte ipotesi sul potenziale riproduttivo e sulla resa, Meeley aggiunge.

Finalmente, Jackson e i suoi colleghi hanno anche dimostrato che la FEA3 è presente e svolge la stessa funzione in Arabidopsis , un piccolo, una pianta a crescita rapida che ha descritto come la "mosca della frutta della genetica vegetale". Ciò suggerisce che l'allevamento selettivo di alleli deboli di FEA3 potrebbe consentire agli agricoltori di realizzare aumenti di resa in tutte le colture alimentari di base, non solo mais. E questo potrebbe, teoricamente, consentire loro di nutrire più persone dalla stessa quantità di terra coltivata.

Per Jackson, potenzialmente aiutare ad aumentare l'approvvigionamento alimentare globale è un vantaggio collaterale gratificante del suo lavoro, ma non è necessariamente ciò che lo fa alzare dal letto la mattina.

“La mia motivazione principale è capire come funzionano questi geni, " lui dice.