Поиск генов, определяющих признаки растений

Метод, разработанный для поиска генетической основы человеческих болезней, также перспективен для локализации генов, ответственных за важные признаки у растений. Об этом сообщается в исследовании, опубликованном 24 марта в журнале Nature.

Большая команда под руководством биологов из Университета Южной Калифорнии провела, по словам одного из авторов, «первое масштабное применение» полногеномного поиска ассоциаций (genome-wide association, GWA) у вида растений. Исследование выявило десятки генов, которые могут определять ключевые признаки, такие как время цветения и устойчивость к болезням.

Исследование стало новаторским по двум причинам:

• Авторы изучили естественную изменчивость 107 различных признаков — что значительно больше, чем в предыдущих работах — у почти 200 линий обычного сорняка, собранных по всему миру.
• Достижения в генетическом анализе позволили проверить геном на наличие мутаций в гораздо большем количестве точек (250 000 заранее отобранных локусов).

Объектом исследования стала Arabidopsis thaliana — модельное растение для генетиков. Сравнение геномов до 192 семейств этого растения позволило идентифицировать участки генома, потенциально содержащие гены, ответственные за наблюдаемые вариации признаков.

«Потенциальные применения в сельском хозяйстве, производстве биотоплива и, возможно, в условиях меняющейся и сложной среды для роста растений — огромны», — заявила Сюзанна Этвелл, соавтор исследования и постдокторант Колледжа литературы, искусств и наук Университета Южной Калифорнии.

Поскольку метод GWA не гарантирует, что ген непосредственно вызывает признак, все выявленные гены требуют дальнейшей проверки. Команда уже изучает около 60 ранее неизвестных генов для подтверждения их предполагаемой функции.

«GWA-картирование — более быстрый метод локализации причинных генов, так как гены определяются в меньшей области по сравнению с предыдущими методами картирования, — отметила Этвелл. — Наш набор данных хорошо справляется с поиском уже известных генов, поэтому мы уверены, что новые идентифицированные гены также окажутся реальными».

Ожидается, что это исследование станет важным ресурсом для сообщества генетиков, работающих с A. thaliana (около 5000 лабораторий по всему миру). Работа, опубликованная в Nature, завершает многолетний проект под руководством старшего автора Магнуса Нордборга.