Открытие гена может привести к созданию новых сортов сои

Учёный из Университета Пердью обнаружил давно разыскиваемый ген, контролирующий рост главного стебля сои. Это открытие, сделанное всего через несколько месяцев после расшифровки генома сои, может привести к созданию новых типов растений, позволяя селекционерам внедрять желаемые характеристики в местные сорта.

Доцент агрономии Цзяньсинь Ма использовал модельное растение Arabidopsis thaliana для обнаружения гена сои, который определяет, продолжает ли главный стебель расти после цветения. Это открытие — важный ключ к диверсификации типов сои, которые можно выращивать по всему миру.

«Подход, использованный в этом исследовании, оказался многообещающим для быстрого обнаружения и характеристики генов у сои», — сказал Ма. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Science. «Благодаря доступным геномным ресурсам и информации нам потребовалось всего шесть месяцев, чтобы определить и подтвердить ген-кандидат — время, необходимое для выращивания одного поколения сои».

Растения сои обычно делятся на два типа:

• Детерминантные — верхушка главного стебля прекращает рост после цветения.
• Индетерминантные — главный стебель продолжает рост после цветения.

В США индетерминантную сою выращивают в северных штатах, а детерминантную — в южных. Это ограничивает возможность использования определённых характеристик в разных регионах.

Сравнив ген, контролирующий тип роста у Arabidopsis thaliana, с геномом сои, Ма идентифицировал четыре гена-кандидата у сои. Эти гены были секвенированы в выборке различных семейств сои, включая дикий тип Glycine soja, древние местные сорта Glycine max и современные элитные культивары.

Было обнаружено, что причиной детерминантного типа является точечная мутация (замена одного нуклеотида) в гене Dt1.

«Вся дикая соя — индетерминантная. Эта мутация, делающая её детерминантной, была отобрана древними фермерами несколько тысяч лет назад, — пояснил Ма. — Похоже, детерминантный стебель был благоприятным признаком для древних земледельцев».

Открытие было подтверждено экспериментально: ген Dt1 от индетерминантной сои изменил тип роста Arabidopsis thaliana с детерминантного на индетерминантный.

Учёный полагает, что древние фермеры отбирали детерминантные растения, которые остаются относительно невысокими и менее склонны к полеганию (пригибанию стебля к земле).

«Их появление, вероятно, привело к древней "зелёной революции" в выращивании сои в южных частях древнего Китая», — отметил Ма.

В исследовании участвовали учёные из Китайской академии сельскохозяйственных наук, Университета штата Северная Дакота, Университета Иллинойса и Университета Небраски.