Открытие разнообразия пшеницы может стать срочно необходимым решением проблемы глобальной продовольственной безопасности.

от

Пшеница имеет очень большой и сложный геном

Исследователи обнаружили, что разные сорта могут по-разному использовать свои гены. Изучая РНК — молекулы, которые выполняют инструкции ДНК, — исследователи могут увидеть, какие гены активны и когда. Впервые составив карту активности генов, учёные ускорили международные программы селекции пшеницы, разрабатывая новые сорта, которые могут адаптироваться к стремительно нарастающей климатической чрезвычайной ситуации.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Пшеница — наиболее широко культивируемая культура в мире, ежегодно выращивается более 215 миллионов гектаров. Чтобы удовлетворить потребности растущего населения планеты, селекционеры растений сталкиваются с задачей увеличить производство пшеницы примерно на 60% в течение следующих 40 лет.

Пшеничный пан-транскриптом предлагает мощный инструмент для решения этой задачи. Он позволит селекционерам ускорить улучшение урожайности и разработать более устойчивые сорта пшеницы, которые лучше приспособлены к повышению температур, нехватке воды и ухудшению качества почвы. Важно, что это можно сделать без увеличения зависимости от удобрений, которые связаны с потерей биоразнообразия и загрязнением окружающей среды.

Старший научный сотрудник Института Эрлаха и соавтор исследования доктор Рэйчел Рашулм-Пилчер сказала: «Мы обнаружили слои скрытого разнообразия, охватывающие наши современные сорта пшеницы. Это разнообразие, вероятно, лежит в основе успеха пшеницы в столь широком диапазоне глобальных условий».

«Мы выяснили, как группы генов работают вместе в качестве регуляторных сетей, контролируя экспрессию генов. Наше исследование позволило нам увидеть, как эти сетевые связи различаются между сортами пшеницы, раскрывая новые источники генетического разнообразия, которые могут иметь решающее значение для повышения устойчивости пшеницы».

Кроме того, эта работа создала важный ресурс для мирового сообщества исследователей пшеницы — наглядный пример того, как национальное и международное сотрудничество и новые технологии могут привести к научным прорывам в обеспечении глобальной продовольственной безопасности.

Большая часть неиспользованного генетического разнообразия может быть связана с тем, как пшеница адаптировалась к различным условиям окружающей среды с течением времени, под влиянием более чем 100 лет современной селекции и более чем 10 000 лет культивирования.

Заместитель руководителя группы по геному растений и системной биологии в Helmholtz Munich доктор Мануэль Спаннагл сказал: «Новый атлас экспрессии позволил нам независимо прогнозировать и сравнивать содержание генов у сортов пшеницы. Мы использовали эти прогнозы вместе с данными пан-транскриптома, чтобы выявить выраженные вариации в суперсемействе проламинов и иммунно-реактивных белков у разных сортов».

Секвенирование изоформ транскриптов и аннотация de novo были проведены Техническими группами геномики и основной биоинформатики в Институте Эрлаха.

Доктор Карим Гарби, руководитель группы технической геномики в Институте Эрлаха, сказал: «Эта работа демонстрирует возможности технологий для раскрытия новой биологии, в данном случае скрытого функционального разнообразия, которое ранее не было задокументировано. Ресурсы по паногеномике пшеницы быстро растут, и предстоит ещё многое открыть».

Предоставлено Институтом Эрлаха.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте