Международная группа ученых под руководством Геттингенского университета разработала новый подход, который позволяет исследователям более эффективно определять гены, контролирующие признаки растений. Этот метод позволит селекционерам и ученым вывести более доступные, желательные и устойчивые сорта растений. Приложение будет наиболее ценным для фруктов, овощей и зерновых культур, которые не только попадают на наш обеденный стол, но и имеют решающее значение для глобальной продовольственной безопасности и питания человека. Исследование было опубликовано в журнале BMC Plant Biology..
Новый метод является расширением инструмента, известного как GWA (Genome Wide Association). В исследованиях GWA используются технологии генетического секвенирования в сочетании с расширенной статистикой и вычислениями, чтобы связать различия в генетическом коде с определенными признаками. При использовании GWA для изучения растений исследователи обычно работают с большими наборами генетически идентичных растений. Однако разработка этих наборов «инбредных линий» требует больших затрат и времени: может потребоваться более шести лет подготовки, прежде чем такое исследование можно будет даже начать. Новая техника основана на подходе, часто используемом для изучения ДНК человека, когда сравниваются образцы ДНК тысяч отдельных людей, которые, безусловно, не идентичны.
Исследователи хотели выяснить, будет ли этот подход успешным на растениях. Поскольку измерения отдельных растений могут сильно различаться, ученые разработали метод, который позволил им объединить преимущества исследования GWA с дополнительными методами статистического анализа. Чтобы проверить свою идею, они исследовали, может ли их комбинация подходов точно определять гены, участвующие в росте растений, признак, который широко изучался в научной литературе. Ученые засеяли четыре поля раннего сорта белой кукурузы (белой кукурузы) и измерили высоту растений. Они определили три гена из потенциальных 39 000 генов в геноме кукурузы, которые контролировали высоту растения. Эффекты всех трех из этих генов были подтверждены предыдущими исследованиями на других сортах кукурузы. Это показало, что их метод сработал.
«Ученым обычно приходится измерять огромное количество генетически идентичных растений, чтобы провести достаточно мощное исследование для поиска генов», - говорит профессор Тимоти Бейссингер, руководитель отдела методологии селекции растений в Геттингенском университете, « но мы использовали разнообразную популяцию кукурузы и показали, что наш подход был эффективным, даже не полагаясь на идентичные растения. Абискар Гьявали, аспирант Университета Миссури (США), который является первым автором, продолжил: «Это отличная новость для исследователей, заинтересованных в поиске генов в культурах, где инбредные линии недоступны или требуют много времени для получения."
Beissinger заявил: «Важно то, что это исследование раскрывает потенциал нашего метода для исследования других пищевых культур, где финансирование исследований не так велико. Благодаря поддержке промышленности и правительства ресурсы уже доступны для проведения исследований. широкомасштабные исследования кукурузы. Но для ученых, изучающих бесчисленное количество овощей, фруктов и злаков, от которых зависят многие сообщества, финансирование массовых исследований просто невозможно. Это прорыв, который позволит дешево и быстро идентифицировать гены признаков. ассоциации по улучшению питания и устойчивости пищевых культур во всем мире».