Выявлены референсные гены, полезные для генетического улучшения пшеницы
Пшеница — одна из основных мировых культур и важный источник углеводов и растительного белка. Генетическое улучшение пшеницы для создания сортов, устойчивых к изменению климата и вредителям, — ключевая задача для обеспечения продовольственной безопасности.
Исследовательская группа под руководством профессора Мигеля Агилара из Университета Кордовы и учёных из Института устойчивого сельского хозяйства (IAS—CSIC) определила надёжный набор референсных генов для изучения мейоза у пшеницы.
Что такое референсные гены и зачем они нужны?
- Мейоз — процесс деления, в результате которого образуются репродуктивные клетки (гаметы). В ходе мейоза происходят ассоциация хромосом и генетическая рекомбинация, что критически важно для фертильности растения.
- Референсные (нормализующие) гены — это гены, экспрессия которых остаётся неизменной в изучаемых биологических процессах. Они служат константой, позволяющей точно измерить изменения в экспрессии других генов, связанные с мейозом.
Ход и результаты исследования
Работа была мотивирована отсутствием валидированных референсных генов для изучения мейоза пшеницы. Учёные поставили цель найти набор генов, обеспечивающих точные измерения экспрессии других генов в процессе мейоза у:
- Твёрдой пшеницы (используется для производства макарон)
- Мягкой пшеницы (используется для производства хлеба)
В основе исследования лежал недавно секвенированный и собранный полный геном пшеницы. С помощью метода количественной ПЦР команда протестировала и проанализировала стабильность ряда генов, определив необходимое их количество для получения достоверных результатов.
Основная сложность заключалась в том, что многие потенциальные референсные гены были дублированы или входили в состав генных семейств. Задачей было идентифицировать конкретные члены этих семейств, пригодные для использования в качестве референсных при изучении экспрессии генов во время мейоза.
В результате были идентифицированы два новых референсных гена:
Ген, подобный циклической фосфодиэстеразе
Ген белка, устойчивого к засолению
Значение открытия
Полученный набор референсных генов углубляет понимание работы мейоза и открывает возможности для его направленного изменения. Это может революционизировать селекцию, позволив манипулировать ассоциацией хромосом и использовать гены других видов в пшенице для создания более продуктивных и устойчивых сортов.