Как пшеница получила свой глютен: влияние давно утраченного родственника на современную хлебную пшеницу
Генетический анализ выявил существование ранее неизвестной линии дикого родственника пшеницы, которая внесла ключевой вклад в геном современной хлебной пшеницы, включая ген, отвечающий за качество клейковины.
Ключевое открытие
- Исследователи секвенировали ДНК 242 уникальных образцов Aegilops tauschii, собранных по всему ареалу от Турции до Центральной Азии.
- Популяционный геномный анализ выявил существование отдельной линии Aegilops tauschii, ограниченной территорией современной Грузии в Кавказском регионе.
- Эта линия, отдаленная примерно на 500 км от Плодородного полумесяца, внесла свой вклад в геном пшеницы, вероятно, в результате гибридизации за пределами основного региона одомашнивания.
Значение для качества пшеницы
- ДНК этой кавказской линии в современной пшенице содержит ген высокомолекулярных глютенинов (HMW glutenin), который придает тесту превосходную силу и эластичность.
- Исследователи предполагают, что эта линия могла быть более распространена в прошлом и сохранилась как реликтовая популяция после последнего ледникового периода.
Изучение генетического разнообразия
- Aegilops tauschii предоставила D-геном современной гексаплоидной пшенице (содержащей шесть наборов хромосом), которая составляет 95% всей культивируемой пшеницы.
- В процессе одомашнивания произошло "бутылочное горлышко": в гексаплоидную пшеницу попало лишь около 25% генетического разнообразия, присутствующего в диком виде Aegilops tauschii.
- Для изучения этого скрытого разнообразия (например, генов устойчивости к болезням и стрессам) использовался метод ассоциативного картирования.
- Создана общедоступная библиотека синтетических пшениц, которая захватывает 70% разнообразия всех трех известных линий Aegilops tauschii и позволяет быстро оценивать полезные признаки.
Заключение
Работа международного консорциума Open Wild Wheat Consortium (38 групп из 17 стран) предоставляет инструменты для систематического изучения генофонда Aegilops tauschii с целью улучшения современных сортов хлебной пшеницы.