Ученые нашли гены, отвечающие за устойчивость сои к болезням
Биоинформатики «Агробиотек» ТГУ совместно с коллегами из России, Южной Кореи и Пакистана провели анализ 2 видов сои – дикой и культурной, – чтобы найти гены, которые активируются в ответ на стресс. Это может помочь избежать 13% потерь урожая сои. Результаты опубликованы в журнале Biochemical Genetics.
Соя – это источник более 70% растительного белка и 29% растительного масла в мире. Шестая часть этой культуры погибает от болезней, которых сегодня известно более 200, и от других источников стресса. Изучение предшественников селекционных растений – один из способов найти гены, которые сделают вид более устойчивым к изменениям окружающей среды и возбудителям заболеваний. Так генетики могут улучшить сорт, а компании – получать больше прибыли.
Ученые нашли 361 ген в двух видах сои, которые отвечают за устойчивость к стрессу, причем у культурной и дикой сои это были разные гены. Исследование проводили 5 институтов: ПИШ «Агробиотек» ТГУ (Томск, Россия), Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий РАН (Новосибирск, Россия), Национальный университет Чоннам (Йосу-си, Южная Корея), Университет сельского хозяйства Фейсалабада и Государственный колледж университета Фейсалабада (Фейсалабад, Пакистан).
– Мы изучали так называемые «факторы транскрипции WRKY» – это белки, которые связывают ДНК. Именно они часто отвечают за устойчивость к болезням, – рассказал Амджад Мухаммад Наваз, биоинформатик, профессор ПИШ «Агробиотек».
Биоинформатики поставили перед собой задачу определить, какие факторы транскрипции отвечают за конкретные патогены. Например, они смогли выявить, какие гены активируются при заражении «ржавчиной» сои (грибком Phakopsora pachyrhizi) и «угольной гнилью» (грибком Macrophomina phaseolina (Tassi) Goidanich). Также им удалось остановить, какие из факторов транскрипции «включаются» всегда. В дальнейшем это позволит найти наиболее значимую для устойчивости группу генов.
Ученые сделали важное открытие: WRKY активируются не в одиночку. Вместе с ними в ответ на стресс начинают работать белки, связанными с транспортом питательных веществ, развитием и модификацией клеточной стенки, фитогормональной сигнализацией и другими функциями.
– Благодаря тому, что мы нашли такие связки из генов, которые активируются, реагируя на патоген, мы сможем найти новые стресс-чувствительные белки и изучать их одновременно, – рассказал Амджад Наваз.
Выводы ученых основываются на анализе различий генов, которые активизировались в устойчивой и восприимчивой к стрессам сое. Обнаруженные данные смогут стать основой для генетического улучшения бобовой культуры.
На фото: Амджад Наваз. Источник: пресс-служба ТГУ