Секвенирование генома мягкой пшеницы долгое время считалось почти непреодолимой задачей из-за его огромных размеров и сложности. Тем не менее, это жизненно важно для глобального снабжения продовольствием, обеспечивая более 20 процентов калорий и 23 процента белков, потребляемых людьми.
Теперь международная группа ученых во главе с исследователями из Калифорнийского университета в Дэвисе подошла на шаг ближе к разгадке загадки, секвенировав геном дикого предка мягкой пшеницы, известного как Aegilops tauschii. козьей травы.
В исследовании, опубликованном 15 ноября в журнале Nature, исследователи применили комбинацию передовых технологий для создания последовательности генома эталонного качества для Ae. tauschii, который хорошо адаптируется и устойчив к болезням. Это также основной источник генов хлебопекарных свойств пшеничной муки.
Выводы позволят исследователям обнаружить новые гены, которые могут улучшить хлебопекарные качества пшеницы, устойчивость к болезням и устойчивость к экстремальным условиям окружающей среды, таким как мороз, засуха и засоление.
Усилия уже дали один практический результат: открытие двух новых генов устойчивости к расе стеблевой ржавчины пшеницы, к которой у пшеницы практически нет устойчивости. Гены были перенесены от Ae. tauschii в пшеницу и теперь доступны селекционерам пшеницы.
СОСТАВЛЯЕМ ЗАГАДКУ
Геномы пшеницы и ее диких предков намного больше, чем у человека, что затрудняет секвенирование.
«Когда мы начали этот проект почти два десятилетия назад, не было технологий для секвенирования геномов такого размера и сложности», - сказал Ян Дворжак, руководитель проекта и профессор кафедры наук о растениях Калифорнийского университета в Дэвисе.. «Эта группа растений уникальна, потому что их геномы полностью заполнены повторяющимися последовательностями. Мы обнаружили, что более 84 процентов генома Ae. tauschii состоит из близкородственных повторяющихся последовательностей».
Дворак описывает этот проект как разрыв страниц толстой книги и попытку собрать их по кусочкам. «Только представьте, что каждое предложение на странице почти идентично. Это была наша задача», - сказал Дворжак.
Технологии, используемые исследователями, могут быть применены к геному любого растения, так что последствия выходят за рамки пшеницы.