Västra New York får sin egen typ av lantlig skyskrapa: gigantiska majsstjälkar. En forskare där i Allegany rapporterar nu att de odlar majs som är nästan 14 meter (45 fot) hög. Det gör den ungefär lika hög som en fyravåningsbyggnad. De verkar vara de högsta majsplantorna som någonsin registrerats.
En majsstjälk växer vanligtvis till cirka 2,5 meter (8 fot). En stam från Mexiko är högre, ibland 3,4 meter eller mer. Men när nätterna är korta och dagarna är långa, har majs mer tid att utnyttja tillväxtfrämjande solljus. Då kan den växa ännu mer, ibland högre än 6 meter (20 fot). Att höja den i ett växthus kan lägga till ytterligare 3 meter. Och att justera en gen som heter Leafy1 kan öka sin höjd ytterligare 3 meter. Sätt ihop dem och sådana faktorer kan få denna stam att stiga nästan 14 meter, konstaterar Jason Karl. Han är en jordbruksforskare som hjälpte till att förvandla några majsväxter till sådana jättar.
Att odla majs i ett växthus med en specifik genetisk mutation gör att de blir ovanligt höga.Jason Karl Det mexikanska namnet för majs är majs. Det är också den vanliga termen för denna växt utanför USA. Den ovanligt höga majstypen kallas Chiapas 234. Vanligtvis “försöker folk göra majsen kortare, inte längre”, konstaterar Karl. “Så det är helt enkelt roligt att till och med överväga att lägga till Leafy1 till den högsta stammen.” Majs är den mest odlade matgrödan i USA. De flesta forskare som studerar majs vill göra den bättre för skörd. Så varför skulle bönderna prisa kortare majs? Kortare stjälkar blommar tidigare på säsongen. Det gör att axen (som innehåller de goda kärnorna som vi äter) mognar tidigare.
Men Karl är inte intresserad av majs som blommar snabbt eller är lätt att skörda (för att klättra på en stege på 12 till 14 meter för att plocka sina majsax skulle knappast vara lätt). Istället vill han veta vilka gener och andra faktorer, som ljus, som påverkar stjälkens tillväxt.
Chiapas 234-stammen upptäcktes på 1940-talet i Mexiko. Forskare lagrade frö från det i en frys i nästan 30 år. Sedan, i ett experiment från 1970, odlade de upp en del av det fröet i ett växthus. För att simulera sommarnätter gav de växterna bara korta perioder av mörker. Majsen svarade med att växa mer lummiga segment, kallade internoder. Varje internod är vanligtvis cirka 20 centimeter (8 tum) lång. Majsen som du kan se på en amerikansk gård idag har 15 till 20 internoder. Chiapas 234-stammen hade 24. När den odlades med korta nätter utvecklades dess stjälkar dubbelt så många.
Karl läste om 1970-talets nattlånga studie med Chiapas 234. Han kände också till en mutation i Leafy1-genen som kunde göra majsen högre. Han bestämde sig för att sätta ihop dem. “Mutationen gör vanlig amerikansk majs en dryg tredjedel högre. Och jag hade sett synergi mellan mutationer och nattens reaktion”, säger han. Och det, minns han, var ett “gott omen för att upptäcka nya saker via absurt hög majs.”
Vad forskarna gjorde
För sitt experiment odlade Karl Chiapas 234 i ett växthus med konstgjorda förkortade nätter. Material i växthusväggarna filtrerade bort vissa typer av ljus. Detta gjorde att mer rödaktigt – eller längre våglängd – ljus kunde nå växterna. Det röda ljuset ökade längden på internoderna. Detta fick växten att växa till nästan 11 meter (35 fot). Sedan födde Karl upp Leafy1-mutationen i stjälkarna genom att kontrollera pollenet som landade på varje planta. Resultatet blev en nästan 14-meters förlängning med hela 90 internoder! Det är ungefär fem gånger så många som vanlig majs producerar.
Hus Karls “skyskrapa” majs när den växte krävde att detta massiva specialväxthus byggdes upp.Jason Karl
“Vetenskapen som görs här är mycket vettig”, säger Edward Buckler. Han är genetiker vid US Department of Agriculture (USDA). Han har ett labb vid Cornell University i Ithaca, NY. Buckler var inte en del av den nya studien men säger att Karls sätt att odla hög majs borde få den att växa nästan för evigt. “Jag har bara aldrig sett någon prova detta i ett så högt växthus”, säger han.
Paul Scott var inte heller involverad i studien. Denna USDA-forskare studerar majsens genetik vid Iowa State University i Ames. “Växthöjden är viktig eftersom den är relaterad till avkastning”, säger han. “Större växter tenderar att producera mer spannmål, men om de blir för höga tenderar de att ramla omkull.” Han säger att det nya arbetet hjälper forskare att bättre förstå vilka gener och andra faktorer som påverkar majs tillväxt.
De nya gigantiska majsstjälkarna har problem med att överträffa 12 meter (40 fot). Det är ett resultat av den genetiska mutationen som satts in i majsen, säger Karl. Han försöker nu justera majsens genetik genom att infoga andra mutationer för att se om detta rättar till problemet. Om de gör det misstänker Karl att han kanske kan få ännu högre majs.
Majs är otroligt mångsidigt, konstaterar Buckler. Det finns tusentals stammar som odlas över hela världen. Detta arbete kan hjälpa forskare att förstå varför växter kan växa olika beroende på var de befinner sig (vilket skulle påverka dagslängden och ljusnivåerna).
Leave a Reply