Hiểu được việc bón phân cho cây trồng là rất quan trọng để đảm bảo nguồn cung lương thực và tăng năng suất cây trồng. Một phần quan trọng của quá trình này liên quan đến các phân tử tín hiệu. Trong quá trình sinh sản của cải xoong, ống phấn đực bị thu hút và dẫn hướng về phía noãn cái bằng cách truyền tín hiệu cho các phân tử, được gọi là protein LURE, được giải phóng từ các mô sinh sản cái. Các nghiên cứu trước đây đã xác định một gien có tên MYB98 giúp tăng cường tổng hợp protein LURE.

Tuy nhiên, việc xác định các phần của mã di truyền kích hoạt biểu hiện của MYB98 và bất kỳ gien nào khác là một thách thức khó khăn do sự phức tạp của bộ gien. Bộ gien thực vật cấu thành các vùng không mã hóa ở mức độ cao, cũng bao gồm các trình tự tiềm ẩn liên quan đến hoạt hóa gien. Phần lớn sự nghiệp của Kasahara là dành cho việc tìm ra các trình tự gien -- việc xác định các trình tự chịu trách nhiệm kích hoạt gien MYB98 đã khiến ông mất gần 18 năm.

Tiến sĩ Kasahara cho biết: “Kể từ khi phát hiện ra MYB98 vào năm 2009, các gien xuôi dòng của nó, chẳng hạn như LURE, đã được xác định. Tuy nhiên, các gien ngược dòng kiểm soát MYB98 không được xác định cho đến khi nhóm của chúng tôi phát hiện ra chúng. Tôi rất vui khi khám phá ra SaeM, vì đây là điểm khởi đầu để khám phá các gien cần thiết để thúc đẩy MYB98”.

Nhóm đã gọi khám phá của họ là Phần tử kích hoạt dành riêng cho Synergid của MYB98 (SaeM).

Những nỗ lực của họ đã được đền đáp khi họ phát hiện ra rằng SaeM có mặt ở hầu hết các loài thực vật. Nhóm nhận ra rằng điều này có nghĩa là nghiên cứu của họ có thể giúp giải quyết vấn đề quan trọng về khiếm khuyết hình thành hạt giống, đó là sự phát triển kém hoặc khiếm khuyết của hạt giống. Các khiếm khuyết trong quá trình hình thành hạt thường do sự cách ly sinh sản gây ra, đây là một loạt các cơ chế ngăn cản sự sinh sản thành công giữa các quần thể thực vật khác nhau. Bằng cách sửa đổi SaeM, có thể ngăn chặn sự cô lập sinh sản này và tạo ra các giống lai hữu ích thông qua lai tạo.

Phát hiện này cũng có thể cải thiện tỷ lệ thụ phấn và giải quyết các vấn đề không tương thích chéo ở một số loài cây trồng. Sự không tương thích là do sự thất bại của quá trình khi hoa được thụ phấn bằng phấn hoa từ các loài khác nhau. Một trong những lý do của sự không tương thích là ống phấn đang phát triển có thể không cảm nhận được tín hiệu từ noãn. Yếu tố mới được phát hiện có thể hữu ích để kích hoạt và tăng cường sự biểu hiện của các gien chịu trách nhiệm tổng hợp tín hiệu. Điều này có thể giúp sản xuất hạt giống trong các dòng không tương thích.

Kasahara nói: “Phát hiện này chắc chắn sẽ mang lại lợi ích cho ngành sản xuất hạt giống. Nghiên cứu của chúng tôi có khả năng cải thiện quá trình thụ phấn và quá trình phát triển hạt ban đầu”.