Ученые определили важные для селекции гены российских сортов пшеницы
Исследователи Курчатовского геномного центра ИЦиГ СО РАН изучили, какие гены влияют на концентрацию в зерне российских сортов пшеницы семи химических элементов: кальция, калия, марганца, магния, цинка, железа и меди. Ученым удалось определить четыре гена, которые связаны с повышением или понижением их концентрации. Эти знания позволяют точнее проводить селекцию российских сортов пшеницы. Полученные результаты опубликованы в журнале Plants .
Пшеница играет важную роль в продовольственной безопасности во всем мире. В зерне пшеницы содержатся различные вещества, в том числе позволяющие избежать так называемого «скрытого голода», то есть дефицита микро- и макроэлементов, витаминов у людей. Поэтому вопрос селекции сортов пшеницы с учетом повышения концентрации важных для здоровья химических соединений имеет большое значение.
«В этой работе, используя метод полногеномного исследования ассоциаций, мы изучили, какие участки ДНК влияют на концентрацию семи химических элементов в зерне российских сортов пшеницы, и обнаружили четыре новых гена. В ходе дальнейшей работы нам удалось довольно неплохо проанализировать их функциональную роль и то, в какие процессы вовлечены кодируемые ими белки», – рассказала младший научный сотрудник Курчатовского геномного центра ИЦиГ СО РАН Надежда Потапова.
Старший научный сотрудник Курчатовского геномного центра ИЦиГ СО РАН Яков Цепилов отметил, что проведенная работа интересна с методологической стороны. Исследователи применили редко используемый в генетике растений метод многомерного анализа, который позволяет проследить, как изменение нуклеотидов в одной и той же позиции в гене влияет одновременно на разные признаки. «В зависимости от того, какой нуклеотид оказался на определенной позиции, концентрация одних и тех же химических элементов может или снижаться, или повышаться. В нашем случае подобная нуклеотидная вариация в одном из обнаруженных генов может повышать концентрацию железа, но понижать концентрацию других элементов, а это очень важный момент, который при селекции сортов нужно учитывать», – сообщил Я. Цепилов.
Исследование показало, что в двух генах (из четырех найденных) одна нуклеотидная вариация увеличивала концентрацию нескольких элементов, но одновременно и понижала концентрацию остальных. Это стало ясно именно благодаря применению многомерного анализа.
Результаты были получены на российских сортах пшеницы и могут быть использованы при разработке схем селекции новых сортов и улучшения уже имеющихся.
Источник фото и информации: ФГБНУ «ФИЦ Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН»