Учёные составили карту и секвенировали геном родственника проса — могара
Международная группа из 34 учёных из восьми институтов под руководством исследователей из Университета Джорджии (UGA) составила детальную генетическую последовательность и карту генома могара (щетинника итальянского). Результаты, опубликованные в журнале Nature Biotechnology, станут мощным инструментом для повышения урожайности биоэнергетических и пищевых культур.
- Цель исследования: Систематический поиск генов, влияющих на важные для сельского хозяйства признаки: устойчивость к болезням, засухоустойчивость, скорость роста и состав клеточной стенки. Это позволит выводить культуры, требующие меньше воды и пестицидов, или растения, легко преобразуемые в биотопливо.
- Модельный организм: Параллельно был секвенирован
геном близкого родственника — зелёного щетинника (Setaria
viridis). Это растение, являющееся распространённым сорняком,
обладает характеристиками, делающими его идеальной моделью для изучения
не только свитчграсса, но и основных злаков (пшеницы, кукурузы, риса):
- Короткий жизненный цикл (поколение за 6 недель).
- Простота выращивания в теплице.
- Возможность самоопыления.
- Диплоидный набор хромосом (в отличие от тетраплоидного свитчграсса).
Метод и результаты
Для расшифровки генома использовался метод shotgun-секвенирования: ДНК растения была разбита на фрагменты, которые затем собрали воедино с помощью компьютерного анализа. Учёные преодолели сложности, связанные с повторяющимися последовательностями ДНК.
- Размер генома: Приблизительно 400 миллионов пар оснований ДНК.
- Результат: Создана подробная генетическая карта, показывающая расположение генов на хромосомах, что критически важно для сравнительных исследований с другими видами растений.
Значение для биоэнергетики
Исследование является частью проекта BioEnergy Science Center (BESC), финансируемого Министерством энергетики США. Ключевая цель — научиться эффективнее расщеплять лигнин (компонент клеточной стенки, придающий жёсткость), чтобы увеличить количество сырья для биотоплива.
- Свитчграсс, растущий на малоплодородных почвах в тёплом климате, мог бы стать экономически эффективным источником биотоплива.
- Поскольку могар и свитчграсс — близкие родственники, гены, влияющие на производство лигнина у Setaria, с высокой вероятностью выполняют ту же функцию у свитчграсса. Это позволяет проводить сложный генетический анализ на удобной модели (Setaria), а результаты применять к целевой культуре.
Учёные ожидают, что публикация детального генома и карты приведёт к резкому увеличению числа лабораторий, использующих Setaria в качестве модельного организма для генетических исследований злаков.