Биологи впервые расшифровали геном культурной пшеницы
Биологи в первый раз смогли всецело расшифровать и изучить геном простой культурной пшеницы, что содержит в себе рекордные 17 миллиардов «букв»-нуклеотидов, и опубликовали его в издании Nature.
«Отечественная работа стала очередным шагом вперед на пути к получению исчерпывающей и прекрасно обрисованной версии генома пшеницы, которая, наровне с кукурузой и рисом, есть одним их трех главных продуктовых ресурсов мира. Население Почвы увеличится с 7 до 9 миллиардов к 2050 году. Делается ясно, что при отсутствии новых сельскохозяйственных угодий, нам нужно будет разработать более плодовитые сорта злаков для удовлетворения мировых потребностей в пище», — заявил один из авторов открытия Ян Дворак (Jan Dvorak) из университета Калифорнии в Дэвисе (США).
Несколько биологов под управлением Майкла Бевана (Michael Bevan) из Центра Джона Иннеса в Норвике (Англия) применяла новые разработки секвенирования для расшифровки самого сложного и долгого генома — наследственной информации в клетках культурной пшеницы (Triticum aestivum).
Как растолковывают исследователи, геном пшеницы очень сложно «разобрать» и изучить по причине того, что он является смесью из фрагментов ДНК трех ее диких прародителей. Много повторов, совпадающих и несовпадающих участков затрудняют полноценное прочтение генома, и вынуждают ученых прибегать к нетривиальным хитростям при извлечении цепочки ДНК и ее изучении.
Беван и его сотрудники смогли преодолеть все эти сложности, разбив ДНК пшеницы на маленькие кусочки, прочтя их по отдельности и склеив полученные последовательности при помощи суперкомпьютера.
В следствии этого ученые взяли черновую версию генома Triticum aestivum, которая содержит в себе около 17 миллионов нуклеотидов. Для сравнения, геном человека содержит в пять раз меньше «букв» — только 3 миллиона нуклеотидов.
Не обращая внимания на низкую точность — всего пять прочтений на нуклеотид вместо 20–30, биологам удалось выделить фрагменты ДНК, которые связаны с геномами предков пшеницы, узнаваемые в науке под условными заглавиями A, B и D. Помимо этого, авторы статьи подсчитали количество генов — около 90 тысяч, и выяснили функции некоторых из них.
Для этого ученые сравнили взятую последовательность нуклеотидов с уже расшифрованными и изученными геномами ячменя и риса. Сравнение разрешило биологам выделить пара групп генов, несущих ответственность за приспособленность пшеницы к судьбе при разных условиях окружающей среды.
«Определение этих генов окажет помощь селекционерам ускорить процесс выведения новых сортов пшеницы, и разрешит им приобретать растения не с одним, а сходу несколькими нужными показателями. Отечественная работа сделала солидной вклад в ликвидацию недочёта пищи в мире», — заключает второй создатель статьи Энтони Холл (Anthony Hall) из Ливерпульского университета (Англия).