Учёные раскрыли ключи к созданию кукурузы с заданными свойствами для пищи и энергии

Исследователи, включая генетика из Университета Флориды, обнаружили причины, по которым гибридные линии кукурузы превосходят родительские. Это открытие позволит целенаправленно создавать сорта с определёнными признаками, например, с высоким содержанием белка для питания или глюкозы для биотоплива.

Результаты опубликованы 20 ноября в журналах Science и PLoS Genetics.

Используя расшифрованную последовательность ДНК распространённого штамма кукурузы B73, учёные сравнили её с геномом другого штамма — Mo17. Они обнаружили неожиданно большое количество структурных различий между ними:

• Разное количество копий определённых участков генетического материала.
• Наличие крупных сегментов ДНК в одном штамме и их отсутствие в другом.

Только в B73 найдено как минимум 180 генов, отсутствующих в Mo17. По мнению авторов, геномы двух линий кукурузы различаются гораздо сильнее, чем ожидалось — почти так же, как геномы человека и шимпанзе.

Почему гибриды лучше?

Исследователи полагают, что именно эта высокая генетическая разнородность лежит в основе гетерозиса (гибридной силы). Потомство получает больше экспрессируемых признаков, чем каждый из родителей, — «лучшее от обоих миров» с точки зрения генов.

Кроме того, анализ выявил и крупные регионы с низким генетическим разнообразием. Некоторые из этих участков, вероятно, утратили его в результате отбора при одомашнивании кукурузы из теосинте около 10 000 лет назад.

Значение открытия

Понимание молекулярных основ гибридной силы позволит создавать чистые линии кукурузы с заданными свойствами для конкретных нужд. Это означает более эффективное использование земли, удобрений и других ресурсов, а также снижение воздействия на окружающую среду при удовлетворении потребностей растущего населения.