Генетический инструмент для решения проблемы голода
Исследователи из Университета Западной Австралии (UWA) создали базу данных, которая, как они надеются, позволит значительно сократить время и затраты на выведение новых сортов сельскохозяйственных культур для питания растущего населения мира.
Эта работа вносит вклад в глобальную продовольственную безопасность — постоянную проблему на фоне роста населения и таких вызовов, как засоление почв, засуха, дефицит азота и кислотность почв, с которыми сталкиваются фермеры в Западной Австралии и по всему миру.
Легкодоступная база данных белков продовольственных культур, названная CropPAL (Crop Proteins with Annotated Locations), представляет собой обширный репозиторий знаний о том, где конкретные белки располагаются внутри клеток пшеницы, ячменя, риса и кукурузы.
Базу данных CropPAL могут использовать учёные-растениеводы для объяснения функций белков, говорит ведущий исследователь UWA Корнелия Хупер.
"Мы также надеемся наладить сотрудничество со специалистами в области биотехнологий, чтобы использовать эти данные для селекции сельскохозяйственных культур", — добавляет она.
Например, селекционеры ячменя могут отбирать растения по определённому идентифицированному признаку в течение девяти поколений, чтобы получить чистую линию, которую затем выращивают в различных местах для проверки её пригодности в качестве нового сорта.
Этот процесс обычно занимает годы, но его можно ускорить с помощью более глубоких знаний о различных белках растения, функциях, которые они выполняют, и их локализации внутри клетки.
"Некоторые из них являются структурными белками, они составляют структуру растения или растительной клетки", — объясняет доктор Хупер.
"Другие белки подобны машинам, которые что-то обрабатывают: они помогают создать структуру для клетки, производят энергию или улавливают солнечный свет.
"Третьи белки похожи на сигналы, которые перемещаются по клеткам и могут, например, давать команду другим частям растения начать цвести".
Доля белков, выполняющих определённые функции, варьируется между видами, говорит профессор Харви Миллер, директор Центра передового опыта ARC в области энергетики растений.
Соответственно, различается и доля усилий, которые растения направляют, например, на синтез белка, защиту или фотосинтез.
"Это важно для понимания того, почему у нас есть эти основные культуры, почему их выращивают в разных местах и каковы их экономические преимущества", — отмечает он.
Знания о белке, обнаруженном у одного вида растений, часто могут помочь селекционеру или биотехнологу понять его функцию у другого вида или более точно спланировать селекционную программу.
В этом году в базу данных будут добавлены сведения о винограде, сое, томате, картофеле, рапсе, сорго и банане.