Дешево и эффективно: новый метод поиска генов растений для продовольственной безопасности

Международная группа ученых под руководством Гёттингенского университета разработала новый подход, который позволяет эффективнее идентифицировать гены, контролирующие признаки растений. Этот метод поможет селекционерам и ученым создавать более доступные, желательные и устойчивые сорта. Он особенно ценен для плодовых, овощных и зерновых культур, критически важных для глобальной продовольственной безопасности и питания человека. Исследование опубликовано в BMC Plant Biology.

Новый метод является расширением инструмента GWA (Genome Wide Association). Исследования GWA связывают различия в генетическом коде с конкретными признаками, используя технологии секвенирования, статистику и вычисления. Обычно в таких исследованиях растений используют большие наборы генетически идентичных растений («инбредные линии»), но их создание занимает более шести лет и требует больших затрат.

Новая техника смоделирована по подходу, применяемому при изучении ДНК человека, где сравниваются образцы тысяч неидентичных индивидов. Ученые адаптировали его для растений, объединив преимущества GWA с дополнительными статистическими методами анализа.

Для проверки метода исследователи изучили гены, отвечающие за высоту растений — хорошо изученный признак. Они засеяли четыре поля ранним сортом белой кукурузы и измерили высоту растений. Из примерно 39 000 генов в геноме кукурузы были идентифицированы три гена, контролирующих этот признак. Эффект всех трех генов был подтвержден предыдущими исследованиями на других сортах кукурузы, что доказало работоспособность метода.

«Ученым обычно приходится измерять огромное количество генетически идентичных растений, чтобы исследование было достаточно мощным для поиска генов, — говорит профессор Тимоти Байссингер. — Но мы использовали разнообразную популяцию кукурузы и показали, что наш подход эффективен и без идентичных растений».

Абискар Гьявали, аспирант Университета Миссури (США) и первый автор статьи, добавляет: «Это отличная новость для исследователей, работающих с культурами, для которых инбредные линии недоступны или их получение занимает много времени».

«Самое интересное, что это исследование раскрывает потенциал нашего метода для работы с другими продовольственными культурами, где финансирование исследований не столь велико, — заявил Байссингер. — Это прорыв, который позволит дешево и быстро выявлять связи между признаками и генами для улучшения питания и устойчивости продовольственных культур по всему миру».