Расшифрован геном лаблаба: ключ к продовольственной безопасности в засушливых регионах

Международная группа исследователей полностью секвенировала геном устойчивой к климату бобовой культуры — гиацинтовых бобов, или лаблаба (Lablab purpureus). Это открывает путь к более широкому культивированию этой культуры, что принесет питательные и экономические выгоды, а также столь необходимое разнообразие в глобальную продовольственную систему.

Это растение родом из Африки, его выращивают в тропиках. Оно дает высокопитательные бобы, которые используются в пищу и на корм скоту. Лаблаб чрезвычайно устойчив к засухе, хорошо растет в различных условиях, способствует продовольственной и экономической безопасности и улучшает плодородие почвы за счет фиксации азота. Он также используется в медицине и содержит биоактивные соединения с фармакологическим потенциалом.

Адаптивность растения указывает на высокое генетическое разнообразие, что позволяет отбирать различные генотипы для разных сред и климатических условий. Однако потенциал лаблаба для генетического улучшения с целью повышения урожайности и облегчения его распространения, особенно в засушливых регионах, еще не раскрыт полностью.

Важные генетические признаки

Исследователи определили геномную локализацию важных агрономических признаков, связанных с урожайностью и размером семян/растений. Они задокументировали организацию генов ингибитора трипсина, который подавляет ключевой фермент в процессе пищеварения у человека. Это открывает возможности для целенаправленной селекции, чтобы снизить эти антипитательные свойства.

Ученые также проследили историю одомашнивания лаблаба, подтвердив, что оно происходило параллельно, в двух разных местах. Собранная информация представляет собой ценный ресурс для генетического улучшения культуры.

Диверсификация глобальной продовольственной системы

Лаблаб — одна из многих «забытых» культур: местных видов, которые играют важную роль в питании и средствах к существованию, но получают мало внимания от селекционеров и исследователей.

Три основные культуры (пшеница, рис и кукуруза), которые в настоящее время обеспечивают более 40% мирового потребления калорий, получают основную долю усилий по селекции. При таком малом разнообразии культур глобальная продовольственная система уязвима. Недоиспользуемые культуры, такие как лаблаб, — ключ к диверсифицированным и устойчивым к климату продовольственным системам, а геномная селекция — перспективная стратегия для улучшения их продуктивности.

Исследования под руководством африканских ученых

Этот исследовательский проект также стал прорывным с точки зрения инклюзивности. В отличие от многих предыдущих работ по секвенированию африканских культур, где африканские ученые были недостаточно представлены, данный проект возглавляли ученые из Африки в сотрудничестве с международными институтами.

Для этого проекту пришлось преодолеть такие ограничения, как относительное отсутствие на континенте мощностей для секвенирования, инфраструктуры для высокопроизводительных вычислений и биоинформатических компетенций. Исследователи решили эти проблемы, используя новые портативные и недорогие платформы для секвенирования, проводя углубленное обучение (включая восьмимесячный курс биоинформатики в Африке) и выстраивая равноправное международное сотрудничество.

Ожидается, что полученный геномный ресурс вдохновит работу по генетическому улучшению лаблаба и других недоиспользуемых местных культур с целью повышения доступности продовольствия и кормов в Африке и за ее пределами.