Учёные создали детальную генетическую карту мировых сортов пшеницы

Учёные из Университета штата Канзас представили результаты сложного двухлетнего исследования геномного разнообразия пшеницы, которое закладывает важную основу для будущего улучшения этой культуры по всему миру.

Их работа привела к созданию первой гаплотипной карты пшеницы, которая детально описывает генетические различия в мировой выборке линий пшеницы. В генетике гаплотипная карта — это мощный инструмент для переноса вариаций на уровне последовательности в различные проекты по картированию генов.

"Все эти новые, основанные на геномике стратегии селекции обещают значительно ускорить селекционные циклы и сократить сроки выведения будущих сортов пшеницы", — сказал руководитель проекта Эдуард Ахунов, доцент кафедры фитопатологии.

Карта даёт учёным быстрый доступ к богатым данным о генетической изменчивости, что повышает точность картирования генов в геноме пшеницы и улучшает способность отбирать лучшие линии в селекционных испытаниях.

Исследование, озаглавленное "A haplotype map of allohexaploid wheat reveals distinct patterns of selection on homoeologous genomes", будет опубликовано в журнале Genome Biology. Проект координировался Международным консорциумом по секвенированию генома пшеницы с участием групп из Канады, Австралии, Великобритании и США.

Методология и ключевые результаты

• В исследование были включены 62 линии пшеницы со всего мира — как современные сорта, так и местные популяции (landraces).
• Чтобы упростить сложный геном пшеницы, команда разработала инструмент "exome capture assay" для целевого секвенирования только функциональных частей большого генома, минуя повторяющиеся регионы.
• Учёные обнаружили 1,6 миллиона позиций в геноме — однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), — где линии пшеницы отличались друг от друга. Эта информация была использована для описания влияния этих различий на функцию десятков тысяч генов пшеницы.

Значение и перспективы

"Как только гены, контролирующие агрономические признаки, будут идентифицированы, их можно будет использовать для улучшения пшеницы не только с помощью традиционных методов селекции, но и новых стратегий, основанных на биотехнологии и молекулярной биологии", — отметил Ахунов.

Планы на будущее включают расширение набора охарактеризованных линий за счёт большего генетического и географического разнообразия, а также включение близких и дальних родственников пшеницы, которые являются резервуаром ценных генов для повышения устойчивости к абиотическим и биотическим стрессам, улучшения качества и увеличения урожайности.

По словам Ахунова, основанные на геномике подходы теперь внедряются в каждую программу селекции пшеницы в мире, и практическое влияние разработанных ресурсов можно ожидать в течение трёх-пяти лет.