Генетика «непохожести на папу»
Создание гибридов — скрещивание двух разных инбредных линий для получения превосходящих родителей признаков — распространённая стратегия получения высокоурожайных растений. Однако получение самих инбредных линий — трудоёмкий процесс, требующий множества поколений самоопыления для создания генетически однородных особей.
В кукурузе существует короткий путь — использование так называемых «индукторов гаплоидии», позволяющих создать инбредные линии всего за одно поколение. Исследование, опубликованное в The EMBO Journal под руководством Томаса Видье из INRA, раскрывает генетическую основу этого явления.
Как это работает
При опылении женского цветка пыльцой линии-индуктора часть потомства оказывается гаплоидной — имеет только одну копию каждого гена вместо обычных двух. Вся генетическая информация такого растения происходит от матери. Последующая химическая обработка, вызывающая удвоение хромосом, приводит к появлению растений с двумя идентичными копиями всех генов всего за одно поколение, тогда как классическое инбридинг занимает 7–10 лет.
Естественная частота появления гаплоидного потомства у кукурузы крайне мала. Индукторы повышают её примерно до 10%, что делает метод практичным для селекционеров.
Ключевое открытие
Более чем через 50 лет после открытия индукторов гаплоидии команда Видье в сотрудничестве с компанией Limagrain идентифицировала главный ген, ответственный за этот феномен, и назвала его Not Like Dad («Не как папа»). Его дисфункция приводит к образованию эмбрионов без генетического вклада отца. Две другие исследовательские группы параллельно пришли к аналогичным выводам об этом же гене.
Значение и перспективы
В настоящее время технология индукции гаплоидии мощна, но ограничена кукурузой, тогда как in vitro методы для других культур трудоёмки. Понимание генов и молекулярных механизмов процесса — ключ к переносу технологии на другие сельскохозяйственные культуры.
Идентификация Not Like Dad — важный шаг в этом направлении. Хотя этот ген — главный фактор индукции, известно как минимум о семи других генах, повышающих частоту появления гаплоидного потомства. Выявление их молекулярной идентичности и механизмов действия необходимо для полного понимания процесса.