Открытие ученых ИЦиГ СО РАН поможет в селекции пшеницы
Генетикам удалось выявить один из генов, отвечающих за важную хозяйственную характеристику – высокое содержание клейковины в зернах.
Современные генетические технологии позволяют значительно ускорить процесс селекции новых сортов зерновых культур и сделать его более целенаправленным. Но это возможно при соблюдении нескольких важных условий. Одно из них – точное знание, какие именно гены отвечают в растении за тот или иной хозяйственно значимый признак. Поиском этих генов занимаются ученые Института цитологии и генетики СО РАН. Результаты работы одного из таких исследовательских коллективов представлены к опубликованию в международном научном журнале Euphytica.
«Конечное использование и ценность собранного зерна мягкой пшеницы определяется, в основном, уровнем содержания в нем белка и клейковины. Высокое содержание характерно для пшеницы высшей категории качества. Мы изучали этот признак у ряда видов-сородичей пшеницы и обнаружили, что вид T. timopheevii, отличается высоким уровнем белка и клейковины. А значит, он может быть донором генов, отвечающих за наследование этого признака», – рассказала один из авторов статьи, младший научный сотрудник сектора генетики качества зерна ИЦиГ СО РАН Людмила Щукина. Ранее зарубежным ученым удалось найти и ввести в селекционное использование один такой ген из другого дикорастущего вида пшеницы. Теперь новосибирским генетикам удалось выявить второй ген и локализовать его местонахождение с довольно высокой точностью – на хромосомном уровне. Важно, что полученные линии с новым геном были многократно испытаны в самых различных климатических условиях и везде демонстрировали один и тот же эффект – увеличивали содержание белка и клейковины в зерне. При этом не снижалась урожайность растения и другие технологические свойства зерна и муки.
«В настоящее время мы проводим дальнейшие исследования, у нас есть ещё несколько генов с аналогичным действием из других видов злаковых. И теперь нам надо подтвердить наши предположения о их положительном влиянии на поддержании высокого уровня белка и клейковины в зерне пшеницы», – отметила исследовательница. Для этого ученые вводят генетический материал из разных хромосом растения-донора в селекционные сорта пшеницы (эта процедура называется интрогрессией) и сравнивают полученный урожай, определяя таким образом, какая комбинация интрогрессий дала наилучший результат. Для отслеживания интрогрессии используются ДНК-маркёры, что позволяет локализовать участки хромосом, где расположены нужные гены и заметно упростить его дальнейшие поиски. Эти молекулярные «метки» являются инструментами маркёр-ориентированной селекции – современного высокотехнологичного подхода к созданию сортов.
«В дальнейшем мы передадим генетический материал селекционерам, с указанием, по каким маркерам они смогут отслеживать, передались ли необходимые гены при гибридизации. И таким образом, уже на ранних этапах селекционной работы получится с высокой точностью отбирать перспективные линии, заметно сокращая срок работы над новым сортом», – заключила Людмила Щукина.
Фото: Коммерсантъ/Олег Харсеев