Найден "самый известный ген пшеницы"
Исследователи из Университета штата Вашингтон обнаружили "самый известный ген пшеницы" — своего рода регулятор репродукции, который можно использовать для переноса ценных генов из других растений в пшеницу.
Это открытие открывает путь для селекционеров к созданию сортов пшеницы с признаками устойчивости к болезням и вредителям от других злаков. Используя генетические инструменты, можно снизить потери урожая и применение пестицидов, избегая при этом затрат, регуляторных барьеров и споров, связанных с генетически модифицированными организмами (ГМО).
"По-настоящему захватывающая часть этого гена заключается в его огромном потенциале для применения", — сказал профессор Кулвиндер Гилл, опубликовавший результаты в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Около 35 миллионов лет дикие предки пшеницы обменивались генами при случайном скрещивании. Однако с развитием сельского хозяйства и окультуриванием пшеницы 10 000 лет назад её генетическая структура изменилась. Она стала полиплоидной: у хлебной пшеницы, например, семь наборов из шести родственных хромосом, вместо двух наборов, как у человека.
Начиная с 1958 года, исследователи предполагали, что определённый ген контролирует упорядоченное спаривание хромосом пшеницы во время размножения.
"Если бы этого гена не было, в ядре был бы хаос", — пояснил Гилл. — "Благодаря этому гену пшеница может быть фертильной. Без него она была бы больше похожа на сахарный тростник".
Однако этот же ген не позволяет пшенице скрещиваться с родственными предками, которые могут содержать множество ценных для растениеводов признаков.
"Пока этот ген присутствует, мы не можем получить перенос единичного гена в пшеницу", — отметил Гилл.
Интерес к этому гену, названному Ph1, породил множество научных работ. В 2006 году британские исследователи в журнале Nature заявили, что идентифицировали его.
"В нашей работе мы показываем, что их ген — это не Ph1", — заявил Гилл.
Его команда потратила год на повторение экспериментов, подтверждающих этот вывод. Теперь, имея правильную генную последовательность, учёные могут временно "замолчать" ген Ph1, чтобы заставить хромосомы ржи и других растений спариваться с хромосомами пшеницы и естественным путём переносить гены, не создавая ГМО.
Первой целью является перенос гена от дикого родственника пшеницы — эгилопса цилиндрического — для придания устойчивости к стеблевой ржавчине. Этот гриб считается самым экономически опасным патогеном пшеницы в мире, который только в 2012 году обошёлся фермерам США в $500 млн потерянной продуктивности.
Хотя процесс ускорен технологиями, сам обмен генетическим материалом аналогичен природному. Включив этот метод в селекционный процесс, можно вывести новый сорт за пять лет.
"Нам нужно решить эту проблему сегодня", — заключил Гилл.