Міжнародному консорціуму вчених вдалося майже повністю розшифрувати геном пшениці

24.08.2018, Служба новин ІАС "Аграрії разом"

Група вчених з 73 інститутів 20 країн завершила роботу з секвенування генома пшениці, яка тривала 13 років. Інформація про амінокислотну та нуклеотидну послідовності дозволить отримати більш стійкі сорта пшениці, відповідно збільшити урожай цієї культури і поліпшити її якості.

Про це повідомляє сайт ІАС Аграрії разом з посиланням на іноземні ЗМІ.

Геном пшениці надзвичайно складний: він складається з 16 мільярдів пар основ - «цеглинок» ДНК. (Для порівняння: у людини їх близько трьох мільярдів, тобто в 5 разів менше). Більш того, приблизно 80% генома - це дуже схожі послідовності. У дослідженні брали участь більше 200 вчених з 73 організацій (в тому числі і приватних) з 20 країн. Робота з секвенування генома тривала 13 років. 17 серпня Міжнародний консорціум з генерації генома пшениці (IWGSC) опублікував докладний опис геному хлібної пшениці в журналі Science (1, 2).

IWGSC расшифровувала геном сорту пшениці «Китайска весна». Команда використовувала класичні методи фізичного картографування та найновіші технології послідовності ДНК для послідовності генома хлібної пшениці. Дані послідовності були зібрані та упорядковані вздовж 21 хромосом, використовуючи високоефективні алгоритми, а гени ідентифікувалися за допомогою спеціальних програм.

В результаті вчені отримали найповнішу на сьогоднішній день розшифровку генома пшениці. Автори «прочитали» 94% цієї довгої послідовності - 107 891 ген та більш ніж 4,7 млн. молекулярних маркерів, а також інформацію про послідовність між генами та маркерами, які містять елементи, що впливають на експресію генів. Автори називають отриманий геном референсним, тобто на ньому будуть базуватися подальші дослідження. Грунтуючись на результатах роботи, можна буде з'ясувати, який ген відповідає, наприклад, за стійкість до посухи, а який - за врожайність.

Вчені змогли відрізнити один від одного три майже однакових субгеноми (складова частина всієї послідовності генів). Більш того, дослідники показали на вже розшифрованому геномі, що субгеноми все-таки не зовсім ідентичні - на різних етапах розвитку рослини і в різних типах клітин вони виконують різні функції. Також автори визначили 828 генів, які призводять до різних захворювань у людини (наприклад, професійної бронхіальної астми у пекарів).

За словами вчених, щоб задовольнити майбутні потреби прогнозованого населення світу у 9,6 млрд, в 2050 році, людям буде потрібно на 60% більше пшениці, ніж сьогодні, тобто продуктивність цієї культури повинна зростати на 1,6% щороку. Тому вже зараз потрібно вчитися боротися зі шкідниками, підвищувати врожайність і стійкість рослини до посухи і повеней. Референсний геном допоможе знайти «слабкі місця» пшениці і зробити її більш пристосованою до навколишнього середовища, а значить, більш плідною. Тобто тепер, коли вчені та фермери знають гени та фактори, що відповідають за риси, такі як врожайність пшениці, якість зерна, стійкість до грибкових захворювань, а також толерантність до екологічного стресу, вони зможуть виробляти більш стійкі сорти пшениці з більшою точністю з меншою кількістю залучених ресурсів та в більш зжаті строки.

Один із учасників проекту зізнався, що на початку роботи багато науковцям важали цю роботу нездійсненою.

Професор Катрін Фейле (одна із авторів статті з Інарі (США)) зазначила, що досягнення негайно вплине на виробництво пшениці в усьому світі.

"Мені б хотілося, щоб я зараз починала свою кар'єру, адже зараз починається весела робота, і ми можемо ефективно розшифрувати біологію нашого улюбленого урожаю", - сказала вона. "Я дуже в захваті, тому що після 13 років спільної роботи з пшеничною спільнотою ми досягли нашого головного етапу. Наше бачення стає конкретним, ми маємо високоякісну референтну послідовність, яка може використовуватися для прискорення досліджень та розведення пшениці".

Також читайте:

Теги: