Расшифрованный геном пшеницы поведал историю зерновых культур

Расшифрованный геном пшеницы поведал историю зерновых культур

В стране и миреНаука и техника
Многолетние изучения геномов сельскохозяйственных культур проводятся с практической целью: знания о последовательностях генов важнейших для человека растений помогают выводить новые виды, гораздо более устойчивые к условиям среды, более питательные.

Теперь учёные завершили проект по расшифровке генома "царицы" сельскохозяйственных культур — мягкой пшеницы или Triticum aestivum. Для этого крупная команда учёных объединилась в Международный консорциум секвенирования генома пшеницы и опубликовала три индивидуальные итоговые статьи в журнале Science.

Исследование заняло у учёных массу времени. Так получилось, что пшеница, которая кормит 30% населения Земли и обеспечивает 20% ежедневно потребляемых калорий, обладает крайне сложным генетическим кодом. Геном современной пшеницы является продуктом множества циклов гибридизации между различными видами. По сути, он состоит из трёх практически идентичных субгеномов, каждый из которых содержит по семь пар хромосом. И различить все гены оказалось крайне непросто.

Результирующие 42 хромосомы также содержат повторяющиеся последовательности ДНК, из-за чего становится крайне трудно объединить короткие фрагменты последовательностей в единое целое. Задача оказалась настолько сложной, что исследователи решили вручную выделить индивидуальные хромосомы для получения нужной последовательности.

Напомним, что первая полная последовательность генома растения была создана в 2000 году. Тогда учёные расшифровали ДНК сорняка арабидопсиса — резуховидки Таля, крайне важного для биологов модельного организма.

"Весь геном арабидопсиса меньше, чем любая из 21 хромосомной пары T. aestivum. Геном пшеницы состоит из 17 миллиардов оснований, что более чем в пять раз больше, чем у человека. Он содержит около 124 тысяч генов", — рассказывает Келли Эверсоул (Kellye Eversole), исполнительный директор Международного консорциума секвенирования генома пшеницы.

Авторы исследования отмечают, что их данные — всего лишь черновой вариант последовательности. Пока им удалось подробнее всего изучить гены только одной из хромосом — 3B. Об этом анализе учёные рассказали в статье, опубликованной в журнале Science. Оставшиеся участки ДНК Эверсоул и её коллеги планируют изучить в течение ближайших трёх лет.

Данная работа имеет важное значение для сельскохозяйственных программ, призванных увеличить урожайность культур для соответствия спросу человечества.

Пшеница является не только главной сельскохозяйственной культурой, но и обладателем одного из самых сложных геномов в мире (фото Kansas State University).

Располагая данными о геноме, учёные могут идентифицировать генетические маркеры, связанные со значимыми свойствами пищевой культуры, такими как устойчивость к болезням или качество зерна. Также исследователи смогут определить гены-кандидаты, которые влияют на важные аспекты роста растения.

Одним из ключевых достижений нового исследования является улучшение способности дифференцировать почти идентичные гены в трёх субгеномах пшеницы. Команда учёных во главе с генетиком Одд-Арне Олсеном (Odd-Arne Olsen) из Норвежского университета естественных наук использовала секвенированный геном, чтобы продемонстрировать, что субгеномы не всегда выполняют одинаковые функции, и некоторые из них склонны доминировать в специфических типах клеток или на определённых стадиях развития.

"Эта информация может быть очень полезной для агрономов. Более того, мы определили важность каждой роли субгеномов и теперь обязаны рассмотреть все генетические последовательности индивидуально. Впереди много интересной работы", — говорит Олсен, ведущий автор ещё одной статьи в журнале Science.

Работа Международного консорциума секвенирования генома пшеницы также включала в себя использование генетических данных для повторного изучения истории одомашнивания пшеницы. Сборная солянка из геномов современной сельскохозяйственной культуры имеет свои корни в древней гибридизации трёх видов. Анализ генома позволяет предположить, что дата этой гибридизации несколько отличается от той, о которой учёные говорили раньше, и скрещивание видов пшеницы, вероятнее всего, происходило в довольно ранней истории человечества.

За время существования Консорциума исследователи потратили на свои изыскания около €50 миллионов (2 миллиарда 300 миллионов рублей). Для завершения проекта потребуется ещё €12 миллионов (552 миллиона рублей). Однако генетики уверены, что полученная информация бесценна, и определённо стоит потраченных усилий и средств.

Подписывайтесь на наш Telegram, чтобы быть в курсе самых важных новостей. Для этого достаточно иметь Telegram на любом устройстве, пройти по ссылке и нажать кнопку Join.
Ася Горина
vesti.ru

всего: 638 / сегодня: 1

Комментарии /0

Смайлы

После 22:00 комментарии принимаются только от зарегистрированных пользователей ИРП "Хутор".

Авторизация через Хутор:



В стране и мире