Его изучение поможет селекционерам, агрономам и даже историкам.

Многолетние изучения геномов сельскохозяйственных культур проводятся с практической целью: знания о последовательностях генов важнейших для человека растений помогают выводить новые виды, гораздо более устойчивые к условиям среды, более питательные, пишет А. Горина.

Теперь ученые завершили проект по расшифровке генома «царицы» сельскохозяйственных культур — мягкой пшеницы или Triticum aestivum. Для этого крупная команда ученых объединилась в Международный консорциум секвенирования генома пшеницы и опубликовала три индивидуальные итоговые статьи в журнале Science.

Исследование заняло у ученых массу времени. Так получилось, что пшеница, которая кормит 30% населения Земли и обеспечивает 20% ежедневно потребляемых калорий, обладает крайне сложным генетическим кодом. Геном современной пшеницы является продуктом множества циклов гибридизации между различными видами. По сути, он состоит из трех практически идентичных субгеномов, каждый из которых содержит по семь пар хромосом. И различить все гены оказалось крайне непросто.

Результирующие 42 хромосомы также содержат повторяющиеся последовательности ДНК, из-за чего становится крайне трудно объединить короткие фрагменты последовательностей в единое целое. Задача оказалась настолько сложной, что исследователи решили вручную выделить индивидуальные хромосомы для получения нужной последовательности.

Напомним, что первая полная последовательность генома растения была создана в 2000 году. Тогда ученые расшифровали ДНК сорняка арабидопсиса — резуховидки Таля, крайне важного для биологов модельного организма.

«Весь геном арабидопсиса меньше, чем любая из 21 хромосомной пары Triticum aestivum. Геном пшеницы состоит из 17 миллиардов оснований, что более чем в 5 раз больше, чем у человека. Он содержит около 124 тысяч генов», — рассказывает Келли Эверсоул (Kellye Eversole), исполнительный директор Международного консорциума секвенирования генома пшеницы.

Авторы исследования отмечают, что их данные — всего лишь черновой вариант последовательности. Пока им удалось подробнее всего изучить гены только одной из хромосом — 3B. Об этом анализе ученые рассказали в статье, опубликованной в журнале Science. Оставшиеся участки ДНК Эверсоул и ее коллеги планируют изучить в течение ближайших трех лет.

Данная работа имеет важное значение для сельскохозяйственных программ, призванных увеличить урожайность культур для соответствия спросу человечества.

Располагая данными о геноме, ученые могут идентифицировать генетические маркеры, связанные со значимыми свойствами пищевой культуры, такими как устойчивость к болезням или качество зерна. Также исследователи смогут определить гены-кандидаты, которые влияют на важные аспекты роста растения.

Одним из ключевых достижений нового исследования является улучшение способности дифференцировать почти идентичные гены в трех субгеномах пшеницы. Команда ученых во главе с генетиком Одд-Арне Олсеном (Odd-Arne Olsen) из Норвежского университета естественных наук использовала секвенированный геном, чтобы продемонстрировать, что субгеномы не всегда выполняют одинаковые функции, и некоторые из них склонны доминировать в специфических типах клеток или на определенных стадиях развития.

«Эта информация может быть очень полезной для агрономов. Более того, мы определили важность каждой роли субгеномов и теперь обязаны рассмотреть все генетические последовательности индивидуально. Впереди много интересной работы», — говорит Олсен, ведущий автор еще одной статьи в журнале Science.

Работа Международного консорциума секвенирования генома пшеницы также включала в себя использование генетических данных для повторного изучения истории одомашнивания пшеницы. Сборная солянка из геномов современной сельскохозяйственной культуры имеет свои корни в древней гибридизации трех видов. Анализ генома позволяет предположить, что дата этой гибридизации несколько отличается от той, о которой ученые говорили раньше, и скрещивание видов пшеницы, вероятнее всего, происходило в довольно ранней истории человечества.

За время существования Консорциума исследователи потратили на свои изыскания около 50 миллионов евро. Д
ля завершения проекта потребуется еще 12 миллионов евро. Однако генетики уверены, что полученная информация бесценна, и определенно стоит потраченных усилий и средств.

Инф.