Локус NET регулирует вкусовые качества и накопление питательных метаболитов в рисе

Рис (Oryza sativa L.) — одна из важнейших сельскохозяйственных культур, обеспечивающая калорийные потребности половины населения мира. Повышение уровня жизни привело к тому, что спрос на рис сместился от цели «быть сытым» к цели «есть хорошо», что подразумевает сочетание вкуса и питательности. Многие исследования были сосредоточены на улучшении потребительских и кулинарных качеств (ECQ) риса, чтобы удовлетворить спрос на «вкусный» продукт. Однако усилия по комплексному улучшению питательности риса остаются разрозненными.

В новом исследовании, опубликованном в Science Bulletin, с помощью метаболомного полногеномного ассоциативного исследования (mGWAS) и анализа метаболомных локусов количественных признаков (mQTL) учёные локализовали и охарактеризовали локус питательных веществ зерна риса — NET (nutrition, eating, taste). Этот локус контролирует как ECQ риса, так и накопление множества питательных веществ, включая витамины, липиды, аминокислоты и полифенолы. Кроме того, на основе биоинформатического анализа и молекулярно-биологических экспериментов был выяснен регуляторный механизм NET.

Результаты анализа путей доместикации показали, что регионы NET у подвидов indica и japonica произошли от двух разных групп дикого риса, Wild-1 и Wild-2, соответственно.

• NET у indica, вероятно, произошёл от Wild-1, который сохраняет высокую питательность, но обладает плохими вкусовыми качествами из-за высокого соотношения амилозы и низкого содержания жирных кислот.
• NET у japonica, унаследованный от Wild-2, улучшает сытность и вкусовые качества за счёт снижения доли амилозы и увеличения содержания жирных кислот, но этот процесс происходит в ущерб множеству питательных веществ.

Это указывает на то, что в процессе селекции риса вкусовые и питательные качества не были эффективно сбалансированы.

Таким образом, для достижения цели «есть хорошо» необходимо учитывать изменения питательных веществ в процессе селекции на вкус, чтобы добиться наилучшего сочетания. Локус NET представляется одним из важнейших генетических локусов для достижения этой цели.

В целом, это исследование проясняет генетический механизм изменений питательных метаболитов в процессе доместикации риса и предлагает схему селекции для получения идеальных сортов, сочетающих отличный вкус и высокую питательность.