Исследователи из Аризоны секвенируют западноафриканский сорт риса
Грант Национального научного фонда (NSF) в размере $1.5 млн позволит исследователям из Университета Аризоны расшифровать генетический код культивируемого западноафриканского риса. Эта работа поможет получить знания, которые позволят коммерческим сортам риса лучше противостоять истощению ресурсов, изменению климата и растущему спросу.
Со-руководителями нового гранта являются члены Института BIO5 Род А. Уинг, профессор наук о растениях, и Стив Роунсли, научный профессор наук о растениях. Ранее Уинг участвовал в шестилетнем проекте стоимостью $200 млн по секвенированию генома азиатского культивируемого риса.
Теперь новые методы, разработанные Уингом и Роунсли, позволят им секвенировать западноафриканский рис всего за шесть месяцев и за гораздо меньшую стоимость.
"Мы будем первыми, кто так быстро создаст чрезвычайно высококачественную генетическую последовательность, которую можно будет использовать вечно для раскрытия секретов западноафриканского риса", — сказал Уинг.
Азиатский рис — наиболее распространенная коммерческая культура, являющаяся основным продуктом питания во многих странах. Поскольку западноафриканский рис изначально культивировался в более суровых условиях, он лучше приспособлен к таким трудностям, как высокие температуры и ограниченное количество воды.
Понимание генов, стоящих за этими адаптациями, может стать ценным первым шагом в выведении новых, более выносливых азиатских сортов. Эта работа крайне важна, учитывая, что население мира, зависящее от риса, как ожидается, удвоится в следующие 25 лет.
Изучение как западноафриканского, так и азиатского риса также поможет исследователям лучше понять весь процесс доместикации — превращения диких растений в продовольственные культуры. Эти знания в конечном итоге также могут быть использованы для улучшения мировых сельскохозяйственных культур.
"Мы сможем задать множество интересных вопросов о том, как произошли два независимых события доместикации", — пояснил Роунсли.
Исследователи в других учреждениях по всему миру готовы использовать методику секвенирования Уинга и Роунсли для секвенирования других родственных видов риса. Они, как и Уинг с Роунсли, входят в инициативу, известную как Международный проект картирования и выравнивания оризы (Oryza — род, к которому принадлежит рис), или I-OMAP.
I-OMAP стремится секвенировать все 23 вида риса.
"По сути, мы пытаемся разобрать весь род, чтобы лучше понять его и составить список "деталей", который можно использовать для создания более экологичного риса", — сказал Уинг. — "Я оптимистично настроен, что мы сможем это сделать. Думаю, мы просто обязаны".
Работа Уинга, Роунсли и других исследователей I-OMAP в конечном итоге также может быть применена для улучшения других одомашненных злаков, таких как пшеница, кукуруза и сорго.
"Рис часто используется как модель для понимания того, как растения адаптируются к разным средам", — сказал Роунсли, поскольку геном риса проще, чем у других сельскохозяйственных растений. — "Как только вы поймете гены в рисе, вы сможете проделать аналогичную работу с более сложными культурами".
Грант имеет сильный компонент вовлечения общественности: в секвенировании генома западноафриканского риса будут помогать не только аспиранты и постдоки, но и студенты бакалавриата Университета Аризоны, а также старшеклассники из Тусона.
Роунсли отметил, что они будут опираться на существующие программы BIO5 для привлечения этих студентов.
"Мы не смогли бы сделать это без BIO5", — сказал Роунсли. — "Мы извлекаем выгоду из наших предыдущих инвестиций там".
И Уинг, и Роунсли рассматривают работу со студентами бакалавриата и старшеклассниками как важную инвестицию в подготовку будущих исследователей. Эти исследователи будут необходимы.
"Мы все пытаемся решить серьезную мировую проблему и предотвратить голод в будущем", — сказал Уинг. — "Это надвигающаяся проблема, стоящая перед всем человечеством".
Роунсли добавил:
"Изучая разнообразие культур в разнообразных условиях, вся сельскохозяйственная отрасль может получить пользу. Речь идет о том, чтобы закинуть сеть пошире, чтобы получить информацию о том, как растения взаимодействуют со своей средой, а затем перевести это в реальные приложения".