Миллиарды людей во всем мире полагаются на рис как на основу своего рациона. Зерно обеспечивает около 20 процентов калорий, потребляемых людьми во всем мире. Производство риса имеет решающее значение для глобальной продовольственной безопасности, и спрос будет только расти, поскольку к 2050 году население мира увеличится примерно на 2-3 миллиарда человек. Чтобы не отставать, фермерам потребуются новые сорта риса, которые можно выращивать эффективно и устойчиво в в новых условиях и в меняющемся климате.
Обширный новый генетический ресурс, созданный командой под руководством Дорин Уэр, доктора философии. D. из Лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) и Министерства сельского хозяйства США, ускорит усилия по выведению новых сортов риса, ориентируя селекционеров на гены, которые растения используют для защиты от вредителей, процветания в неблагоприятных условиях и производства большого количества зерна.
В ходе исследования под руководством доктора Рода Винга, специалиста по растениям из Университета Аризоны, и доктора Джошуа Стайна, менеджера по научной информатике в CSHL, международный консорциум ученых секвенировал геномы семи диких видов риса. и два одомашненных сорта: засухоустойчивый сорт под названием Нагина 22 и IR8, так называемый «чудо-рис», высокоурожайный сорт, выведенный в 1967 году и сыгравший ключевую роль в Зеленой революции, которая помогла уменьшить голод в Азии.
Сравнивая эти девять новых последовательностей генома риса с четырьмя ранее доступными геномами дикого риса, команда создала новый взгляд на 15-миллионную историю эволюции растения.
Поскольку недавно созданный генетический ресурс настолько обширен, что представляет отдаленно родственные виды риса, эволюционировавшие в местах обитания по всей Азии, Африке, Южной Америке и Австралии, он позволяет исследователям сосредоточиться на ценных последовательностях, которые были сохранены как растения адаптировались к различным условиям произрастания.«Мы можем наблюдать за этими дикими видами, которые подвергались различным заболеваниям или другим проблемам. В некоторых случаях эти растения смогли адаптироваться к этим проблемам, и мы можем увидеть их следы в геноме», - объясняет Уэр, адъюнкт-профессор CSHL.
В отчете, опубликованном 22 января 2018 года в качестве статьи для обложки журнала Nature Genetics, команда выделяет один набор ценных инструментов, обнаруженных в ходе их анализа: тысячи генов, которые, по-видимому, кодируют устойчивость к болезням. Использование этих генов для выращивания сельскохозяйственных культур, которые лучше противостоят заражению грибками, бактериями и другими патогенами, может снизить потребность в пестицидах и помочь обеспечить более надежные урожаи риса во всем мире.
Стейн говорит, что информация, заложенная в недавно доступных геномах, ускорит разработку улучшенных сортов риса с помощью традиционных методов селекции, а также с помощью новых генетических технологий. Сравнительный анализ группы также предлагает ученым новые ключи к разгадке молекулярных механизмов, которые управляют эволюцией новых признаков, имеющих потенциальную ценность для заводчиков.