Расшифрован геном подсолнечника: путь к устойчивым сельхозкультурам
Международная команда исследователей, включающая учёных из Университета Джорджии, впервые опубликовала полную последовательность генома подсолнечника. Эта работа, опубликованная в журнале Nature, станет ключевым ресурсом для программ по улучшению устойчивости сельскохозяйственных культур и повышению производства масла с помощью генетических инструментов.
Подсолнечник (Helianthus annuus L.) — важная масличная культура, которая демонстрирует потенциал для адаптации к изменению климата благодаря способности сохранять стабильную урожайность в различных условиях, включая засуху. Однако сборка его генома долгое время была сложной задачей из-за высокой доли повторяющихся и очень похожих последовательностей.
Исследователи из Северной Америки и Европы не только секвенировали геном, но и провели сравнительный и полногеномный анализ. Это дало новые данные об эволюционной истории астеридов — подгруппы цветковых растений, к которой также относятся картофель, томаты и кофе.
Ключевые открытия:
- Учёные выявили новые гены-кандидаты и реконструировали генетические сети, контролирующие время цветения и метаболизм масла — два важнейших признака для селекции подсолнечника.
- Обнаружено, что сети, отвечающие за время цветения, сформировались в результате древней дупликации (удвоения) всего генома.
- Это указывает на то, что древние копии генов могут сохранять свою функцию и влиять на важные признаки даже спустя десятки миллионов лет.
Масштаб задачи:
«Геном подсолнечника более чем на 40% больше генома кукурузы и примерно на 20% больше человеческого генома, а его высокоповторяющаяся природа делала сборку уникальной проблемой», — отметил соавтор работы, профессор Джон М. Берк.
По его словам, повторяющиеся элементы в геноме подсолнечника возникли относительно недавно и потому почти не отличаются друг от друга. Сборка генома была похожа на «сборку огромного пазла, многие части которого выглядят абсолютно одинаково».
Значение для науки и сельского хозяйства:
Исследование подтверждает статус подсолнечника как модельного объекта для экологических, эволюционных исследований и изучения адаптации к изменению климата. Полученная последовательность ускорит селекционные программы.
«Эта последовательность генома послужит генетической дорожной картой для точного определения генов, лежащих в основе таких признаков, как устойчивость к засухе, засолению и низкому содержанию питательных веществ», — заключил Берк.