СуперСадовод
  • О чём может рассказать история одомашнивания пшеницы

    16.06.2015

    О чём может рассказать история одомашнивания пшеницыСегодня в онлайн-версии журнала «Nature» были представлены две интересные работы, которые предлагают нам беспрецедентную возможность заглянуть в процесс адаптации и одомашнивания пшеницы.

    В рамках этих двух проектов исследователи секвенировали и проанализированы два родовых генома пшеницы Полбы-однозернянки (Triticum urartu) и Эгилопса Тауша (Aegilops tauschii), соответственно, пролив свет на биологию основной мировой сельскохозяйственной культуры и создав новый ценный источник для генетического улучшения пшеницы.

    Пшеница является культурой мирового значения из-за своей приспособляемости к самому широкому диапазону климатических условий и качества зерна, наиболее подходящего для производства хлебопекарной муки.

    По всему миру затрачивается масса усилий для повышения урожайности и улучшения качества за счет расширения генетического разнообразия и анализа ключевых черт этого вида, связанных с его устойчивостью к холоду, засухе и болезням.

    Тем не менее, до сегодняшнего дня очень большой размер и полиплоидная сложность генома пшеницы являлись существенными препятствиями для исследователей, пытающихся разобраться в его биологии и эволюции.

    Приведённые ниже достижения являются результатом совместных усилий Института генетики и биологии развития (ИГБР), Китайской академии наук, Китайской академии сельскохозяйственных наук (КАСХ) и компании BGI.

    Первая работа, проведённая под руководством ИГБР и BGI, посвящена геному Пшеницы мягкой (T. aestivum, AABBDD), прародителю генома пшеницы А.

    Используя метод дробовика для целого генома и секвенирование следующего поколения (ССП), исследователи выявили большой набор генных моделей (34.879) и многочисленные генетические маркеры, имеющие потенциальную возможность стать ценным ресурсом для дальнейших более глубоких и систематических геномных исследований и селекции.

    Например, они обнаружили, что гомолог T. urartu из OsGASR7 является наиболее вероятным кандидатом, который позволит повысить урожайность пшеницы.

    Открытие 2.989.540 ЕНП (единичных нуклеотидных полиморфизмов) принесёт несомненную пользу для будущего развития и характеристики генетических маркеров. Исследователи также представили геномные доказательства роли повторного расширения в увеличение размера генома в ходе эволюции семейства Triticeae.

    Ae. tauschii (DD), также известный как эгилопс Тауша, является видом диплоидного эгилопса, которые передал геном D мягкой пшенице.

    Около 8000 лет назад в регионе Плодородного Полумесяца, он встретился с тетраплоидной пшеницей T. turgidum (AABB) в условиях редкой гибридизации, в результате которой появилась гексаплоидная пшеница T. aestivum.

    Современная же стратегия селекции гибридной силы сопровождается выраженными изменениями в характере экспрессии генов.

    Вторая работа, осуществлявшаяся под руководством КАСХ и BGI, фокусируется на секвенировании генома и анализе дикорастущей диплоидной травы Ae. tauschii.

    Исследователи обнаружили, что более чем 65,9% генома Ae. tauschii состоит из 410 различных транспонируемых элементов (ТЭ), а расширение генома Ae. tauschii имело место относительно недавно и совпало с резким изменением климата, которые происходило в эпоху плиоцена.

    Учёным также удалось определить, что расширение семьи микро-РНК miR2275 может способствовать повышению устойчивости Ae. Tauschii к заболеваниям. Примечательно, что большее число генов цитохромной семьи Р450 было обнаружено в Ae. tauschii (485), а не в сорго (365), рисе (333), коротконожке (262) и кукурузе (261).

    Как оказалось это семейство генов отвечает за абиотические реакции на стресс, особенно при биосинтезе и детоксикации.

    По словам руководителя проекта от BGI Шанцень Чжао, ключевым результатом этого исследования является генетическое улучшение сельскохозяйственных культур.

    Генетические данные являются ценным ресурсом для учёных ботаников и селекционеров, который позволяет всесторонне понять генетическое разнообразие пшеницы и её эволюционную историю.

    Кроме того, два этих исследования представляют собой важный шаг вперед по улучшению этой жизненно важной культуры в условиях глобального изменения климата, роста человеческой популяции, и поиска нового источника биоэнергии.



  • Нравится
    Оставьте Ваш комментарий

    Пожалуйста напишите комментарий



    Яндекс.Метрика