Картирование путей к улучшению соевых бобов
Учёные Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) стали на шаг ближе к разгадке генетических ключей, которые могут позволить увеличить содержание белка и масла в соевых бобах. Это повысило бы их стоимость и помогло американским фермерам конкурировать на международных рынках.
Исследователи ARS Кэрролл П. Вэнс, Юнг-Ци Болон и Рэнди К. Шумейкер сузили область поиска генов, определяющих содержание белка и масла, в геноме сои. Вэнс и Болон работают в Исследовательском отделе растениеводства ARS в Сент-Поле (Миннесота), а Шумейкер — в Исследовательском отделе генетики кукурузы и насекомых-вредителей ARS в Эймсе (Айова). В команду также входила Бинду Джозеф, постдокторант, работавшая с Шумейкером, а ныне — в Калифорнийском университете в Дэвисе.
Более половины урожая сои США, оцениваемого примерно в 27 миллиардов долларов, ежегодно экспортируется. Однако конкуренция на международных рынках растёт, а низкое содержание белка и масла часто снижает цены для американских фермеров, особенно на Среднем Западе.
Исследователи использовали два разных подхода для сравнения геномов двух почти идентичных инбредных линий сои, различающихся по содержанию белка и масла в семенах. Они изучили паттерны экспрессии тысяч генов и секвенировали 3 миллиарда пар оснований РНК сои.
Сравнив результаты, учёные составили генетическую карту, которая идентифицирует ключевые молекулярные маркеры в области генома сои, известной как Linkage Group I. По данным исследователей, эта широко изучаемая область составляет менее 1% от общего генома растения, но включает 13 «генов-кандидатов», которые, вероятно, играют роль в определении уровня масла и белка, а также ряд связанных молекулярных маркеров.
Селекционеры смогут использовать эти маркеры как ориентиры для создания новых линий сои с более высоким содержанием белка и масла. Работа также выявила свидетельства того, что уровень белка определяется на ранней стадии развития семени.
Отчёт, опубликованный онлайн в журнале BMC Plant Biology, также сопровождается обширными данными секвенирования, доступ к которым могут получить учёные для изучения генов, связанных с другими желательными признаками, такими как засухоустойчивость и устойчивость к вредителям.