Как огурцы стали длиннее и почему это важно для сельского хозяйства

Международная исследовательская коллаборация использовала комплекс экспериментов и геномный анализ, чтобы изучить на молекулярном уровне различия между дикими и одомашненными огурцами. Целью была генетика, лежащая в основе удлинения плодов у культурных сортов.

Ключевое открытие: Удлинение плодов на 70% в процессе одомашнивания вызвано единственной синонимичной мутацией в гене. Ранее такие "молчащие" мутации считались биологически нейтральными, так как не меняют кодируемую аминокислотную последовательность белка.

Механизм: В отличие от большинства сельскохозяйственно важных признаков, эта мутация не влияет на структуру белка. Вместо этого она перестраивает регуляцию молекулы РНК, что подавляет производство белка, ответственного за "короткий" признак у дикого огурца.

"Эта крошечная 'молчащая' мутация... является ключевым игроком в создании длинных современных огурцов. Она перестроила РНК-регуляцию и напрямую способствовала развитию одомашненного признака", — говорит первый автор исследования доктор Юэин Чжан.

Значение:

• Работа проливает свет на роль некодирующих регионов генома в формировании сложных биологических признаков у многоклеточных организмов.
• Открывает новые возможности для селекции растений с большей точностью, позволяя целенаправленно улучшать такие важные для урожайности признаки, как размер плода.
• Прокладывает путь для использования синонимичных сайтов в качестве мишеней для методов точного улучшения культур, например, генного редактирования.

Исследование опубликовано в журнале Cell. Работа выполнена совместно группой профессора Илиан Дин из John Innes Centre (Великобритания) и командами профессора Сюэён Яна и академика Санвэнь Хуана из Китайской академии сельскохозяйственных наук (CAAS).