24 августа - Гранит науки - 2018-08-24

Международный консорциум сообщил об окончательном прочтении генома пшеницы; новые данные дают ключ к повышению урожайности культуры и выведению сортов без аллергенов.

Самая возделываемая в мире зерновая культура – пшеница - отличается тем, что ее сорта трудно поддаются улучшению. После успеха Зеленой революции 1960-х ни традиционно селекционные, ни генно-инженерные подходы к существенным сдвигам в выведении новых сортов не привели. Но на прошлой неделе в журналах Science и Science Advances были опубликованы результаты 13-летних усилий Международного консорциума по секвенированию генома пшеницы (Wheat Genome Sequencing Consortium), объединяющего ученых из 20 стран, и некоторые сведения о применении полученных консорциумом данных. Геном пшеницы не поддавался полной расшифровке довольно долго, если сравнивать его с относительно легко прочитанными геномами таких культур как рис, соя и кукуруза. Дело в том, что он очень большой, это 16 миллиардов пар оснований ДНК - в пять с лишним раз больше, чем в геноме человека. Геном мягкой пшеницы, из которой выпекают хлеб, заключен в трех наборах 21-й пары хромосом, то есть в нем по шесть копий большинства генов. Завершив прочтение генома этой культуры, генетики на сегодняшний день выявили 107 тысяч генов. Специалисты получили доступ к этим данным еще до публикации и, по словам Хорхе Дубковски (Jorge Dubcovsky) из Калифорнийского университета в Дэйвисе (University of California, Davis), которые приводит Sciencemag.org, «то, на что у нас раньше уходили годы, сейчас отнимает всего одну ночь, это как идти по Гугл-карте». Дубковский недавно открыл ген, определяющий высоту растения пшеницы.

Новый геном уже помог генетикам растений из Центра Джон Иннес (John Innes Centre) в Норвиче, Великобритания, добиться в лабораторных условиях увеличения размера пшеничного зерна на 20%. В публикации на сервере препринтов bioRxiv они сообщали об открытии у пшеницы множества копий гена, который определяет размер зерна, и последующем его изменении методом генного редактирования CRISPR. Авторы одного из публикуемых сейчас исследований использовали прочитанный геном для изучения особенностей работы генов в разных частях растения в разное время его жизненного цикла. Кроме того, они определили гены, активные в стрессовых для пшеницы условиях. Таким образом «можно видеть, какие копии гена подходят в качестве мишеней для выведения новых сортов», поясняет один из авторов Филиппа Боррил (Philippa Borrill) из Центра Джон Иннес. Улучшая твердые сорта пшеницы путем усиления этих генов, можно получать урожай даже в засуху. В еще одном исследовании выявлено 356 генов, которые производят белки, ответственные за аллергии и чувствительность к глютену. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».