Welkom bij
Moderne landbouw
!
Na de presentatie van Jackson, een Russische maïsveredelaar die in het publiek was geweest, zocht Jackson op en vertelde over een vreemde maïsplant die hij thuis was tegengekomen op een testperceel. De plant had kleine oren met ongeorganiseerde, chaotische rijen pitten, wat een soort stamcelprobleem suggereert. Zou het relevant kunnen zijn voor Jacksons onderzoek?
Eventueel, een monster van deze vreemde Russische maïs vond zijn weg naar Jackson, die later toetrad tot de faculteit van Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) net buiten New York City. Hij hield vast aan de Russische maïs, maar, bezig met ander genetisch onderzoek, liet het jarenlang achter op de bunsenbrander.
En daar zat het tot een paar jaar geleden, toen Jackson en zijn laboratoriumpersoneel er hun aandacht op konden richten. Spoedig genoeg, ze hadden ontdekt dat de Russische maïs een voorheen onbekend gen miste, die ze FEA3 noemden. Bovendien, de ontdekking van dit nieuwe gen leidde tot de ontdekking van een nieuwe signaalroute die de productie van stamcellen reguleert en die direct van invloed is op hoeveel maïs een maïsplant je geeft.
Het onderzoek, die Jackson heeft beschreven als de meest opwindende waar hij in meer dan 20 jaar in het laboratorium deel van heeft uitgemaakt, werd maandag gepubliceerd in het tijdschrift Natuurgenetica . Als u een plantengeneticus bent, de wetenschap zelf is boeiend. Eerder onderzoek had het bestaan van deze nieuwe signaalroute gesuggereerd, bijvoorbeeld, maar niemand had het ooit eerder gevonden. En, in tegenstelling tot de andere belangrijke signaalroute van plantenstamcellen, de nieuw ontdekte omvat signalen die van buitenaf worden verzonden, niet binnen, de stamcelpopulatie. (Jacksons analogie:stel je voor dat als een huis wordt gebouwd, de bakstenen en mortel sturen suggesties en advies terug naar de architecten en bouwers.)
Voor de ongeveer 7,4 miljard mensen op aarde die geen genetici zijn maar wel voedsel eten, de relevantie van dit onderzoek ligt in het feit dat Jackson en zijn collega's hun nieuwe ontdekking gebruikten om maïsplanten te kweken met grotere oren en meer korrels die een opbrengststijging van bijna 50 procent lieten zien in vergelijking met controleplanten.
"Het is buitengewoon opwindend dat dit een toepassing in de echte wereld kan hebben, Jackson vertelt Moderne boer in een telefonisch interview.
Nog een klein beetje meer wetenschap hier:de vreemde Russische maïs die Jackson leidde et al. tot deze ontdekking had misvormde oren en een schamele opbrengst. Het FEA3-gen werkte helemaal niet, door een natuurlijke mutatie, en als een resultaat, de plant groeide veel te veel stamcellen voor zijn eigen bestwil. In het labortorium, echter, Jackson en zijn collega's waren in staat om maïsplanten te ontwikkelen met "zwakke allelen" van het FEA3-gen. Bij deze planten het FEA3-controlesysteem regelt de aanmaak van stamcellen met een lichtere aanraking, wat resulteert in een stamcelboost die grotere oren en grotere opbrengsten betekent zonder de nadelige effecten - zoals wanordelijk, minder efficiënte kernel-rangschikking op de kolf - veroorzaakt door op hol geslagen stamcellen.
Jackson noemt het onderzoek het meest opwindende waar hij in meer dan 20 jaar deel van heeft uitgemaakt.
Dit betekent niet dat maïsboeren volgend seizoen de opbrengst met 50 procent zullen verhogen met deze zwakke FEA3-maïs, echter.
"We kunnen niet garanderen dat wanneer ze naar een agrarische omgeving gaan, ze dezelfde toename zullen hebben, ', zegt Jackson.
Voor een, de controleplanten die in de proefvelden van CSHL worden gebruikt, zijn niet dezelfde variëteiten die voor commerciële productie worden gebruikt. Ten tweede, het proces van het verplaatsen van wetenschappelijke ontdekkingen van het laboratorium naar het maïsveld is een lang en rigoureus proces.
Die taak is aan de gang, echter. DuPont Pioneer - een enorm zaadbedrijf in Iowa en een van de vele financiers van het zojuist gepubliceerde FEA3-onderzoek - is begonnen met het omzetten van "zwakke FEA3-allelen in potentieel commercieel relevante hybriden en [regelen] gedetailleerde opbrengsttesten, ” schrijft Dr. Bob Meeley, senior onderzoeksmanager, in een e-mail.
Meeley - een van Jackson's 13 co-auteurs van de krant - weigerde te voorspellen hoe lang het zou kunnen duren voordat zwakke FEA3-maïsvariëteiten op de markt zouden komen. Hij legde uit dat het proces van het ontwikkelen van een commerciële variëteit het terugkruisen van zwakke FEA3-maïs in meerdere verschillende lijnen inhoudt, gevolgd door ten minste twee opeenvolgende jaren van gedetailleerde tests op verschillende locaties.
Meeley voegde eraan toe dat het bedrijf "geen verwachtingen heeft van een even dramatische stijging" als werd waargenomen in het academisch onderzoek, maar sprak zijn optimisme uit over het potentieel ervan.
“Gezien het unieke karakter van [Jacksons ontdekking], Ik deel zijn opwinding dat we meer onderzoek kunnen doen om vele hypothesen over reproductiepotentieel en opbrengst te testen, ', voegt Meeley eraan toe.
Eindelijk, Jackson en zijn collega's toonden ook aan dat de FEA3 aanwezig is en dezelfde functie vervult in Arabidopsis , een kleine, snelgroeiende plant beschreef hij als de "fruitvlieg van plantengenetica." Dit suggereert dat het selectief fokken van zwakke allelen van FEA3 boeren in staat zou kunnen stellen om opbrengstverhogingen te realiseren in alle basisvoedselgewassen, niet alleen maïs. En dat zou kunnen, theoretisch, hen in staat te stellen meer mensen te voeden van dezelfde hoeveelheid land in cultuur.
Voor Jackson, het potentieel helpen vergroten van de wereldwijde voedselvoorziening is een lonend nevenvoordeel van zijn werk, maar het is niet noodzakelijk wat hem 's ochtends uit bed haalt.
“Mijn primaire motivatie is om erachter te komen hoe deze genen werken, " hij zegt.
