Первый полный анализ генома сорго может открыть новые пути использования в пищу и в качестве топлива

Исследователи из Университета Иллинойса провели первое комплексное геномное исследование молекулярных изменений, лежащих в основе адаптации линий сорго к умеренным климатическим условиям, которая проводилась десятилетиями.

Доцент Патрик Браун заявил, что полная характеристика локусов, влияющих на конкретные признаки, ускорит адаптацию сорго и родственных злаков для новых систем производства как пищи, так и биотоплива.

Проект финансируется Институтом энергетической биологии (EBI) и рассматривает сорго как модель для работы со сложными геномами других сырьевых культур.

Адаптация и генетический анализ

Для адаптации засухоустойчивого тропического сорго к умеренному климату линии скрещивали, чтобы получить растения, нечувствительные к фотопериоду (для раннего созревания), и более низкие, пригодные для машинной уборки.

Используя новую технологию генотипирования путем секвенирования (GBS), разработанную за последние два года, команда картировала генетические различия в 1160 линиях сорго. Это первое исследование, охватившее все линии, в отличие от предыдущих работ, фокусировавшихся на отдельных регионах генома.

Новые возможности для сорго

До сих пор селекция в основном улучшала зерновое сорго. Сейчас растет интерес к другим типам:

  • Сахарное сорго (для производства сока, подобного сахарному тростнику).
  • Биомассовое сорго (для производства биоэнергии через сжигание или целлюлозные технологии).

Полная генетическая карта ключевых признаков — высоты растения и скороспелости — позволит целенаправленно переносить полезные гены между типами сорго.

Проблемы и перспективы

Основная проблема для биомассового сорго — высокое содержание влаги в биомассе при уборке, что затрудняет его использование по существующим целлюлозным технологиям. Сахарное сорго ближе к практическому применению.

Генетические исследования открывают и другие возможности. Например, обнаружен ген, отвечающий за выработку в наружном слое зерна антиоксидантов в количестве, в 10 раз превышающем их содержание в чернике. Также изучаются соединения, потенциально полезные для борьбы с ожирением.

Исследование служит основой для ускоренной селекции всех типов сорго и переноса полученных знаний на другие культуры, такие как мискантус или сахарный тростник.