Международный проект 10+ Genome создал первый геномный атлас для глобального улучшения пшеницы

Международная команда под руководством Университета Саскачевана (Канада) секвенировала геномы 15 сортов пшеницы, представляющих селекционные программы по всему миру. Это позволит учёным и селекционерам гораздо быстрее выявлять ключевые гены для повышения урожайности, устойчивости к вредителям и других важных признаков.

Результаты исследования, опубликованные в Nature, представляют собой самый полный на сегодня атлас последовательностей геномов пшеницы. В проекте 10+ Genome Project участвовали более 95 учёных из университетов и институтов Канады, Швейцарии, Германии, Японии, Великобритании, Саудовской Аравии, Мексики, Израиля, Австралии и США.

"Это как найти недостающие части для любимого пазла, над которым работаешь десятилетиями", — говорит руководитель проекта, селекционер пшеницы Кёртис Познак. — "Теперь, имея множество полных сборок генов, мы можем помочь решить огромную головоломку пангенома пшеницы и открыть новую эру в её изучении и селекции".

Ожидается, что это новый ресурс ускорит селекцию, позволяя точнее контролировать процесс для удовлетворения растущего спроса на продовольствие. Пшеница обеспечивает около 20% глобального потребления калорий, и, по оценкам, к 2050 году её производство должно вырасти более чем на 50%.

В 2018 году исследователи из USask сыграли ключевую роль в расшифровке генома сорта хлебной пшеницы Chinese Spring (опубликовано в Science). Новый проект увеличил количество секвенированных геномов пшеницы более чем в 10 раз.

"Теперь мы можем сравнивать полный набор генетических различий, которые делают каждый сорт уникальным", — отмечает Познак.

Исследователи смогли отследить уникальные генетические сигнатуры, которые селекционеры на протяжении века вводили в современные сорта от диких родственников пшеницы для улучшения устойчивости к болезням и стрессам. Один такой сегмент ДНК, содержащий гены устойчивости к болезням, способен повышать урожайность до 10%.

Кроме того, с помощью новых геномных последовательностей был изолирован ген устойчивости к насекомым Sm1, который защищает пшеницу от пшеничного комарика — вредителя, наносящего ущерб в $60 млн ежегодно только в Западной Канаде.

Проект 10+ Genome является приоритетным для международного координационного органа Wheat Initiative и представляет собой начало более масштабной работы по секвенированию тысяч геномов пшеницы, включая генетический материал её диких родственников.