Фото: із відкритих джерел
У Plant Biotechnology Journal опублікували роботу про cis-регуляторне редагування гена ZmRap2.7 у кукурудзи: у польових випробуваннях відредаговані лінії зацвітали раніше, а врожайність залишалася на рівні стандартних.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на сайт Global Agriculture.
У Plant Biotechnology Journal (онлайн-публікація за травень 2026 року) вийшла рецензована стаття «Designed Alleles of ZmRap2.7 Decouple the Trade-Off Between Early Flowering and Yield Penalty» (DOI: 10.1111/pbi.70679), присвячена одній із типових дилем селекції кукурудзи: раннє цвітіння та достигання зазвичай супроводжуються «штрафом» по врожайності.
Як пояснюють автори, ранньостиглі форми дають змогу розширювати вирощування в холодніших північних регіонах, збирати врожай до настання несприятливої погоди, а подекуди — встигати з двома культурами за сезон. Водночас скорочення вегетаційного періоду історично означало менші качани та легші зернівки, що знижувало вихід зерна.
Що саме редагували і чому це важливо
У центрі дослідження — ген ZmRap2.7, який, за описом у статті, є багатофункціональним регулятором і впливає одночасно на строки цвітіння, розмір качана та масу зернівки. Повне «вимкнення» цього гена давало очікуваний ефект раннього цвітіння, але також призводило до менших качанів, легших зернівок і суттєвого падіння врожайності з рослини — тобто відтворювало класичний компроміс.
Замість деактивації гена команда застосувала CRISPR/Cas9 для точних змін у його регуляторних ділянках — «перемикачах» ДНК, які визначають, де й коли ген активний. За даними публікації, редагування було спрямоване на те, щоб зменшити активність ZmRap2.7 у точці росту (що впливає на час цвітіння), але зберегти активність у качанах і зернівках, де ген підтримує формування врожаю.
Результати польових випробувань
Польові випробування проводили у 2025 році в Санья (провінція Хайнань) та в Пекіні. У цих умовах відредаговані лінії демонстрували більш раннє цвітіння порівняно зі стандартними:
- у Санья — на 3,1–5,1 дня раніше;
- у Пекіні — на 2,4 дня раніше.
Водночас, як зазначено в дослідженні, врожайність зерна відредагованих ліній була статистично еквівалентною стандартним у двох незалежних польових середовищах. Також автори повідомляють, що ефект прискорення цвітіння в однієї з відредагованих ліній перевищив рівень 98% варіантів, раніше ідентифікованих у великій дослідницькій популяції кукурудзи.
Що означає підхід cis-регуляторного редагування для селекції
У статті результат подають як приклад cis-регуляторного редагування — зміни ДНК-ділянок, що керують експресією гена, без руйнування самого гена. Для селекції це важливо тим, що багатофункціональні гени, втручання в які раніше «ламало» одразу кілька ознак, потенційно можна налаштовувати більш вибірково — змінюючи лише потрібний компонент фенотипу.
Практичний контекст для агровиробництва
Якщо подібні результати підтверджуватимуться в подальших циклах добору та в різних умовах вирощування, ранніше цвітіння без втрати врожайності може бути корисним для зон із коротшим теплим періодом, а також для технологій, де критично встигнути збирання до ризиків погіршення погоди. У джерелі також зазначено, що напрацювання та відредаговані матеріали інтегрували в селекційно-геноредагувальний пайплайн Origin Agritech, а компанія повідомляє про понад 10 поліпшених ліній кукурудзи з різними цільовими ознаками (зокрема зменшений кут листка для вищої густоти, посухостійкість, стійкість до вилягання та ранньостиглість без «штрафу» по врожайності).
«By editing the regulatory regions around ZmRap2.7 rather than the gene itself, our team and our collaborators at China Agricultural University demonstrated a precision approach with direct application to Origin’s own breeding programs», — сказав Dezhi Deng, віцепрезидент і директор з R&D Origin Agritech, який є співавтором дослідження.
Дослідження виконувала група під керівництвом професора Yameng Liang (China Agricultural University); серед співавторів згадані також дослідники Beijing Origin Agriculture Co., Ltd.