A nyílt hozzáférésű folyóiratban november 29-én megjelent új tanulmány szerint egy egyszerű nemesítési kísérlet genetikai elemzéssel kombinálva gyorsan feltárhatja azokat a géneket, amelyek elősegítik az együttműködést és a növénypopulációk magasabb hozamát. PLOS BiologySamuel Wuest, a Zürichi Egyetem és Agroscope (Svájc) munkatársa és munkatársai. Az eredmények a hagyományos nemesítési módszerek révén gyorsan növelhetik a terméshozamot.
A klasszikus evolúciós elméletben az egyedek versengenek, és a verseny szempontjából legelőnyösebb génekkel rendelkezők több utódot hoznak létre, amelyek ugyanazokat a győztes géneket hordozzák. Ez kihívás elé állítja növénynemesítők, akik gyakran szembesülnek azzal, hogy olyan növényeket választanak ki, amelyek inkább együttműködnek, mint versenyeznek. A kukorica vagy búza sűrű monokultúrás állományában az össztermés javítható, ha az egyedek elkerülik, hogy túl magasra nőjenek vagy leveleiket túl szélesre terjesszék (a 20. század közepén zajló „zöld forradalom” nagymértékben függött a törpe allélok betelepítésétől gabonamagvak).
Az együttműködést elősegítő allélek (a gének egyedenként eltérő változatainak) felfedezése kihívást jelent, de a szerzők egy rendszert terveztek ezek feltárására. -vel összhangban játékelmélet, a szerzők úgy érveltek, hogy a leginkább együttműködő genotípus teljesít a legjobban a hasonlóan együttműködő szomszédokkal, de rosszul teljesít, ha önző, erősen versengő szomszédokkal néz szembe.
Az Arabidopsis modellnövényt használták arra, hogy összehasonlítsák egy adott növény teljesítményét egy másik, genetikailag hasonló egyeddel (monokultúrát modellezve) azzal a teljesítményével, amelyet egy sor „tesztelő” genotípussal termesztettek, amelyek növekedési stratégiái eltérőek. Az egyes növények általános életerejének (a föld feletti biomasszával mérve) és a növekedése közötti különbség meghatározásával a két helyzetben láthatták, hogy mely növények maximalizálják a gyors növekedési képességet és a genetikailag hasonló egyedekkel való együttműködés képességét. hogy a szomszédaik is jól növekedjenek.
Ezekkel az adatokkal a kezükben a publikált genomszintű polimorfizmus-adatokat használták fel, hogy megtalálják a gének a kooperatív tulajdonsághoz kapcsolódik. Azt találták, hogy a legerősebben kapcsolódott polimorfizmusok egy kis csoportjához, és különösen egy kisebb allélhez egy génnél. Amikor ezt a kisebb allélt hordozó növényeket termesztették közvetlen közelében, együttesen 15%-kal több biomasszát termeltek, ha nagy sűrűségben termesztik, mint a főt hordozó növények. allél ugyanazon a helyen. A kooperatív hatást a gyökérverseny csökkenése kísérte – a szomszédos növények kevesebb energiát költöttek arra, hogy a szomszédok gyökérzónáit megtámadják tápanyagokért.
Ugyanez az összehasonlító stratégia használható bármely mérhető jellemző kooperatív alléljainak felfedezésére, mondta Wuest. "Az ilyen eltérések, ha egyszer azonosítottak egy terményben, gyorsan hasznosíthatók a modern nemesítési programokban, és hatékony utat biztosítanak a hozam növeléséhez."
Wuest hozzáteszi: „Az ötletek, amelyek ezt a munkát inspirálták, nem újak, sokukat valójában évtizedekkel ezelőtt fogalmazták meg. És mégis, a gondolat, hogy mi, emberek, az egyik leginkább együttműködő faj, profitálhatunk abból, ha terményeinket is kooperatívabbá tesszük, ma is foglalkoztat bennünket.”