Modifikovanje cvasti sa većim kapacitetom zrna je od vitalnog značaja za proizvodnju žitarica. Jedan cilj koji se ponavlja je odabir cvasti sa više grana ili cvetnih struktura. Istaknuti primeri uključuju gene koji utiču na cvetni identitet ili determinisanost meristema, za koje prirodne ili indukovane varijante duboko menjaju cvetni primordijumski broj. Ipak, za useve žitarica umerene klime, kao što su pšenica i ječam, prekomerne cvetne strukture mogu dovesti do kazne degeneracije zbog neodređene prirode meristema. S druge strane, ispoljavanje ovog reproduktivnog potencijala može biti naglašeno fluktuacijama životne sredine kao što su svetlost, temperatura i ishrana. Povećanje udela preživelih cvetova/klasova može na taj način poboljšati prinos zrna u žitaricama.
Sada, istraživači IPK-a otkrili su ranije neprepoznat mehanizam kojim signali u vaskulaturi cvasti ječma kontrolišu diferencijaciju plastida i signalizaciju hranljivih materija, čime se održava rast heterotrofnog cvetnog meristema i reproduktivni uspeh. Njihovi rezultati dokazuju da je cirkadijalni sat vaskulature neophodan za blagovremeni prelazak iz stanja inicijacije cvetnih primordija u stanje rasta.
Sprovođenjem disekcije i fenotipizacije cvetnog meristema velikih razmera, istraživači pokazuju da oko 40% započetih cvetnih primordija postavlja zrna, dok se ostali prekidaju, što predstavlja neiskorišćeni potencijal prinosa. „Dalje pokazujemo da je broj započetih cvetnih primordija u velikoj meri određen genima za vreme cvetanja, ali sudbinu distalnih cvetnih primordija kontrolišu najmanje tri nezavisna kvantitativna lokusa osobina“, kaže dr Jongju Huang, prvi autor studije. .
„Prvi put smo identifikovali gen porodice CCT motiva (HvCMF4) koji je eksprimiran u vaskularnom sistemu i koji je neophodan za rast primordija klasova i uspešno oprašivanje“, kaže dr Jongju Huang. Štaviše, istraživački tim je pokazao da HvCMF4 specifično funkcioniše nakon pokretanja primordija klasova kroz ožičenje cirkadijalnog sata od vaskulature cvasti da kontroliše ozelenjavanje susednog tkiva; a samim tim i autotrofnu proizvodnju energije. „Ovaj mehanizam za određivanje broja zrna ranije nije opisan i čini se da je jedinstven za vrstu Triticeae, koja karakteriše rano ozelenjavanje cvasti tokom inicijacije i diferencijacije klasića.“
„Naša studija evocira novi put za povećanje prinosa zrna, naglašavajući mogućnost povećanja broja zrna ne samo dobijanjem više cvetnih primordija, već i njihovim transportovanjem do zrelosti“, kaže prof. dr Thorsten Schnurbusch, šef istraživačke grupe IPK-a „Plant Arhitektura“ i profesor za razvojnu genetiku biljnih biljaka na Univerzitetu Martin Luter u Haleu. „Pošto je ječam među najvažnijim žitaricama u svetu (broj četiri posle pirinča, kukuruza i pšenice), bolje iskorišćavanje njegovog potencijala za prinos žitarica može na taj način doprineti svetskoj bezbednosti hrane i na taj način direktno pomoći u borbi protiv pretnji glađu koje nameću klimatske promene, prirodne ili ratne katastrofe“.
