Новый метод связывания генетической вариации с признаками сельскохозяйственных культур

Новая методика позволит селекционерам вводить ценные признаки в сельскохозяйственные культуры даже без доступа к полной геномной последовательности этих культур.

Техника, опубликованная в журнале Nature Biotechnology, связывает важные агрономические признаки с активными регионами генома. Вместо необходимости знания полного генома культуры, она идентифицирует только экспрессируемые гены.

«Для многих сельскохозяйственных растений маркеры всё ещё отсутствуют из-за сложности геномов некоторых растений и очень высоких затрат», — сказал профессор Ян Бэнкрофт, руководивший исследованием в Центре Джона Иннеса. «Нам удалось разработать маркеры на основе последовательностей экспрессируемых генов, расширив возможности ускоренной селекции с помощью маркер-опосредованного отбора».

Экспрессируемые гены конвертируются из геномной ДНК в mRNA. Работа с mRNA означает, что нет необходимости генерировать полную последовательность генома из ДНК, что делает методику применимой к широкому спектру культур, даже с комплексными геномами, такими как у рапса и пшеницы. Это также позволяет разрабатывать продвинутые маркерные ресурсы для менее изученных культур, важных для развивающихся стран или имеющих специфические лекарственные или промышленные свойства.

Исследование финансировалось Советом по исследованиям в области биотехнологии и биологических наук (BBSRC) и Министерством окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства Великобритании (Defra).

В партнёрстве с биоинформатической компанией Eagle Genomics Ltd технология под названием TraitTag предлагается в качестве услуги для селекционеров растений. Маркеры, ассоциированные с измеренной вариацией признаков, могут быть идентифицированы практически для любого вида сельскохозяйственных культур, включая признаки, контролируемые на уровне вариации экспрессии генов, а не вариации последовательности генов, такие как эпигенетические.

На примере такого применения исследователи сейчас работают с селекционной компанией Limagrain над созданием надёжных маркеров для гибридной продуктивности у рапса. Маркер-опосредованная селекция по этому комплексному признаку ранее была неудачной из-за отсутствия доступных маркеров и подходящей технологии.

С помощью биоинформатических методов можно связать вариацию как в последовательностях экспрессируемых генов, так и в их относительном количестве в mRNA с важными признаками, а затем создать маркеры для этих признаков, которые селекционеры смогут использовать в своих программах.