Недавно было показано, что развитие ости было потеряно из-за отбора человеком наборов генов, которые различаются между азиатским и африканским рисом. Однако механизм, лежащий в основе этого процесса, был неясен. Международная исследовательская группа определила сигнальный пептид, экспрессирующийся на рисовом колоске (цветке), который необходим для удлинения ости риса.
Утрата функции этого пептида вследствие генетических мутаций является причиной безостости культивируемого азиатского риса. Об исследовании недавно сообщили в PNAS.
Исследователи использовали метод генетического картирования, чтобы идентифицировать область на 8-й хромосоме риса, которая, по всей видимости, отвечает за удлинение ости при селекционном скрещивании безостых африканских и азиатских родителей риса. Методический анализ области выявил ген RAE2, который кодирует белок, относящийся к специфическим для растений пептидам, известным для контроля развития растений.
Было показано, что пептид RAE2 функционирует в культивируемом африканском рисе, но не действует в культивируемом азиатском рисе.Сравнение аминокислотных последовательностей между RAE2 и родственными пептидами из других растений, включая остистые травы, выявило шесть остатков цистеина, которые позволяют пептиду образовывать определенную структуру. Однако пептид, присутствующий в безостом азиатском рисе, лишен двух остатков цистеина. «Мы сравнили последовательность ДНК RAE2 в разных популяциях риса и обнаружили, что богатая GC область, склонная к генетической изменчивости, кодирует белки с вариабельными остатками цистеина и, следовательно, разной длиной», — говорит первый автор Канако Бесшо-Уэхара. «Эта вариация нарушает функцию белка и приводит к безостости азиатского риса, но не африканского».
Безобидность в последнем случае связана с другим геном, RAE3.Процессирующий фермент SLP1 расщепляет незрелый пептид RAE2 в рисовом колоске, способствуя удлинению ости. «Мы предполагаем, что RAE2 связывает рецептор, опосредуя удлинение ости, и что он также может вызывать развитие сосудистых пучков», — говорит автор-корреспондент Мотоюки Асикари. «Наши результаты показывают, что ость может использоваться для изучения роли человеческого отбора в раннем земледелии и приручении зерновых».