Инактивация гена RECQ4 ускоряет селекцию растений

Исследователи из CIRAD и INRA показали, что инактивация гена RECQ4 приводит к трёхкратному увеличению частоты рекомбинации у риса, гороха и томата. Этот ген ингибирует обмен генетическим материалом (кроссинговер) в процессе полового размножения. Открытие, опубликованное в журнале Nature Plants 26 ноября 2018 года, может ускорить селекцию и создание сортов, лучше адаптированных к условиям среды (устойчивость к болезням, изменение климата).

Механизм и проблема

Рекомбинация — естественный механизм, определяющий генетическое разнообразие видов. Классическая селекция основана на скрещивании растений с ценными признаками. Однако процесс крайне медленный: в среднем происходит всего 1–3 точки кроссинговера на скрещивание. Это делает невозможным комбинирование, например, шести полезных генов за одно поколение.

Ключевое открытие

Учёные из INRA, изучая модель Arabidopsis thaliana, обнаружили, что ген RECQ4 эффективно подавляет кроссинговер. Его инактивация увеличивает частоту рекомбинации в 2–4 раза.

Результаты для сельскохозяйственных культур

Консорциум INRA и CIRAD подтвердил эффект на трёх важных видах:

• Горох

• Томат

• Рис

«Выключение» гена RECQ4 в среднем утраивало число кроссинговеров, усиливая перетасовку хромосом и увеличивая генетическое разнообразие в каждом поколении.

Перспективы

Это открытие станет большим подспорьем для будущих селекционных программ, позволяя быстрее создавать новые сорта с нужными комбинациями признаков.