Учёные создали первую карту эпигенома пшеницы

Учёные из Ливерпульского университета провели первое в истории полногеномное исследование наследуемых молекулярных изменений, регулирующих активность генов у пшеницы. Это может стать новым инструментом для улучшения технологий селекции сельскохозяйственных культур.

Эпигенетические метки — это химические маркеры, которые физически присоединяются к ДНК и изменяют её функцию, не меняя генетический код. Метилирование ДНК — один из таких механизмов эпигенетического контроля экспрессии генов, который может передаваться будущим поколениям.

Развитие технологий позволило учёным изучить метилирование ДНК в сложном и трудном для анализа геноме пшеницы.

Доктор Лора Гардинер отметила: «Из-за огромного размера генома пшеницы проведение такого исследования до сих пор было технически невозможным. Понимание того, как и когда активируются гены, — ключевая часть понимания его сложности. Эта работа открывает совершенно новый уровень генетической изменчивости, который могут использовать селекционеры пшеницы».

Используя комбинацию обработки бисульфитом натрия и целевого обогащения генами, команда обнаружила, что метилирование высококонсервативно во всех трёх геномах гексаплоидной пшеницы, но нашла доказательства специфичного для субгенома метилирования.

Изменения метилирования также оказались связаны с изменениями в экспрессии генов и, вероятно, влияют на фенотип. Устойчивость метилирования в геноме пшеницы также была продемонстрирована: некоторые паттерны метилирования сохранялись более 0,5 миллиона лет.

Ливерпульские учёные создали первый черновик генома пшеницы в 2012 году, что позволило вывести селекцию этой глобально важной продовольственной культуры (обеспечивающей 20% дневных калорий и белка для населения мира) на новый уровень точности.

Профессор Энтони Холл, руководивший исследованием, добавил: «Теперь мы можем изучать фундаментальные вопросы, такие как роль эпигенетики в одомашнивании культур, стабильность и долгосрочная функция метилирования, а также то, как метилирование влияет на важные для фермеров признаки, такие как устойчивость к болезням и изменчивость урожайности».