Обнаружен редкий утраченный аллель, повышающий содержание белка в семенах сои

от

Группа исследователей под руководством профессора Хо Синлян из Южно-Китайского ботанического сада Китайской академии наук использовала метод полногеномного ассоциативного анализа (GWAS), чтобы выявить редкий аллель, контролирующий содержание белка в семенах. Этот аллель был утрачен в процессе одомашнивания сои.

Их выводы были опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences 30 октября.

Одомашнивание диких растений и утрата полезных признаков

Одомашнивание диких растений и превращение их в сельскохозяйственные культуры представляет собой прорыв в истории человечества. Однако при этом часто теряются ключевые полезные признаки. Соевые бобы — хороший пример. Современные сорта сои имеют более низкое содержание белка в семенах (30–40 %), чем их дикие предки — дикие соевые бобы (Glycine soja), которые обычно содержат 50–60 % белка.

Поскольку соевые бобы (Glycine max [L.] Merr.) являются основным источником растительного белка как для корма скота, так и для питания человека, увеличение содержания белка в семенах является важной целью сельскохозяйственных исследований.

Поиск генов, ответственных за высокое содержание белка

Китайские исследователи хотели понять, какие гены отвечают за высокое содержание белка в семенах у диких предков сои. Для этого они провели GWAS по содержанию белка в семенах на естественной популяции сои. В результате они выявили редкий естественный аллель Protein Contributor 08 (PC08) у диких соевых бобов, который повышает уровень белка в семенах, но был утрачен в процессе одомашнивания сои.

Функциональный анализ уточнил роль PC08 в накоплении запасного белка. Естественная вариация PC08, обнаруженная у диких соевых бобов, включает короткую вставку в промоторной области (PC08Ins), которая повышает экспрессию гена. Это приводит к повышению уровня абсцизовой кислоты (ABA) в семенах и, в конечном итоге, способствует накоплению запасных белков.

Анализ популяционной генетики подтвердил, что гаплотип высокого содержания белка PC08Ins является исключительным для диких соевых бобов и не был сохранён в процессе одомашнивания.

Чтобы подтвердить его потенциал, исследователи перенесли PC08Ins в культивируемый сорт сои под названием Hei Nong 35. В результате скрещивания соевые бобы показали значительное увеличение содержания белка в семенах, что демонстрирует потенциал PC08 для молекулярной селекции, направленной на улучшение содержания белка в семенах сои.

Предоставлено Китайской академией наук.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте