Российские ученые занялись выводом новой генетической линии пшеницы
Дикая пшеница Эребунийского заповедника. Фото с сайта wikimedia.org
Новая генетическая линия пшеницы, высокоурожайная и устойчивая к патогенам, может быть выведена благодаря команде учёных из Института цитологии и генетики СО РАН.
Расшифровка генома пшеницы, одного из самых сложных из всех известных науке, началась ещё в 2005 году. Она проводится международным консорциумом по секвенированию генома пшеницы (IWGSC), в котором состоят более чем 1000 участников из 57 стран. Консорциум должен представить референсную последовательность ДНК каждой из 21 хромосом мягкой пшеницы. Примерно то же, что в своё время было сделано по проекту «Геном человека» учёными из США, Китая, Франции, Германии, Японии и Великобритании.
Свой «участок» в глобальном пшеничном исследовании принадлежит и российскому коллективу, представляющему Институт цитологии и генетики СО РАН. Это 5B хромосома, на которой расположено много интересных генов, в том числе гены устойчивости к грибным заболеваниям. С этими генами, помимо общей, фундаментальной, связана и вполне прикладная задача российских исследователей – создание эффективной технологии выведения устойчивого к патогенам сорта пшеницы, который давал бы высокие урожаи в российских регионах.
«Линии пшеницы, в которых заключены такие гены устойчивости, известны, и они у нас есть. В частности, рассматриваем более двухсот генотипов пшеницы, с которыми работают селекционеры в Сибири и Казахстане. Одна из задач проекта – определение первичной структуры интересующих нас генов, чтобы точно подобрать к ним молекулярный маркер для более эффективного анализа линий, который будет использован в качестве инструмента для контролируемой селекции», – поясняет руководитель исследования, заведующая лабораторией молекулярной генетики и цитогенетики растений ИЦиГ СО РАН Елена Салина.
Пшеницу в данном проекте рассматривают как культуру с большим потенциалом. Но не в плане генной модификации, а касательно интеграции новых генов от дикорастущих сородичей.
По-научному это можно назвать хромосомной инженерией. Достигается желаемый эффект разными естественными способами, самый распространённый из них – скрещивание. Такой процесс, утверждает Елена Салина, протекает и в природе, ничего чужеродного, что не хотела бы «по доброй воле» в свой геном принимать пшеница, в неё не попадёт.
Зато можно будет значительно удешевить, ускорить и в целом взять под контроль процесс селекции. В частности, перенос нужных генов от растений-доноров с использованием молекулярных маркеров будет происходить примерно в три раза быстрее, чем методами традиционного отбора, а сокращение полного цикла селекции от первой гибридизации до выхода сорта в производство ожидается в два раза. Новая пшеница, выведенная в таком ускоренном темпе, будет иметь генетическую защиту от агрессивных грибных заболеваний, например, бурой и стеблевой ржавчины, мучнистой росы, которые приводят к потере урожая пшеницы от 15 до 90 процентов в периоды, когда природа благоволит к распространению этих заболеваний.
Сами исследователи, впрочем, пока не ведут речь о создании идеального высокоурожайного и неуязвимого сорта пшеницы.
«Конечно, наука такой сорт никогда не создаст, – полагает Елена Салина. – На каждом этапе проекта мы ожидаем свой выход. В качестве примера, первый результат, который был получен буквально около года назад мировым сообществом по данным частичного секвенирование генома пшеницы – это разработка 90 000 SNP маркеров (маркеров однонуклеотидных полиморфизмов) и эффективных технологий их анализа, позволяющих проводить так называемую геномную селекцию. Это в свою очередь позволяет контролировать не только устойчивость заболевания, но и урожайность сорта. Конечный продукт, который мы должны представить по завершении нашего проекта, – структура генов и маркеры к ним, а также перечень растений – доноров. Сегодня, как показывает наш анализ, селекционные центры работают с ограниченным набором генов – источников устойчивости, мы для них расширяем арсенал. Через три года, когда закончим проект, все интересующие нас гены будут идентифицированы молекулярными методами, а потом верифицированы в процессе анализа гибридных популяций растений».
Выводить новые, «оптимальные» сорта пшеницы будут уже селекционеры. Лаборатория молекулярной генетики и цитогенетики растений сотрудничает по этому направлению с селекционными центрами и институтами бывшей РАСХН, а также с фирмами, специализирующимися на продаже семян. В том, что новые линии будут получены, учёные не сомневаются, правда, пока они не могут гарантировать, что фермеры должным образом воспримут «генетически устойчивую пшеницу»: возможно, по привычке, будут обрабатывать её химикатами, убеждая себя в том, что спасают урожай.
Проект «Разработка регламента детекции и маркирования новых генов комплексной устойчивости к грибным патогенам пшеницы на основе геномного секвенирования» поддержанФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2014–2020 годы».
Источник: «Наука и технологии России»
Комментарии читателей Оставить комментарий
Сейчас самое главное найти гены которые отвечают за размер зерна.
Если увеличить размер зерна в два раза то урожай повышается автоматически до 90-100 центнеров с гектара. Если увеличить размер зерна в пять раз то урожай повышается автоматически до 100-200 центнеров с гектара. Сейчас урожайность в Европе примерно 30-40 центнеров с гектара. Гены которые отвечают за размер зерна уже найдены и ученые делают попытки перестроить гены на увеличение размера зерна. Пока результаты незначительные. Процесс регулируется
только на уменьшение размера зерна а вот на увеличение размера зерна пока не получается. Спонтано-случайно были получены результаты на увеличение размера зерна но при повторных попытках результат не подтверждался. Здесь самое главное научиться изменять програмно МОДИФИКАЦИЮ, структуру, порядок генов.
Пшеницу в данном проекте рассматривают как культуру с большим потенциалом. Но не в плане генной модификации, а касательно интеграции новых генов от дикорастущих сородичей.
По-научному это можно назвать хромосомной инженерией.
///////////////////////////////////////////////////////////////
p.s.
:)
а еще это называется демогогией.
а по-ненаучному это можно назвать тот же ... только сбоку.
ну и что маркер? вы же не гены тупо в пробирке смешиваете, а выводите нечто с ожидаемыми свойствами. а это, как правило, несколько элементов (да еще неясно в каком сочетании).
:)
пока организм не родится судить о его свойствах в этой ситуации чистая алхимия.
Речь идет не об изменении генома "хирургическим" путем, как в ГМО, а о применении маркеров, которые покажут, в каком направлении движется скрещивание. Скрещивание в природе происходит постоянно, кроме того, все растения с помощью пыльцы взаимодействуют друг с другом, переносят информацию даже не участвуя в скрещивании. Мы оцениваем окружающий нас мир с помощью органов чувств - зрения, слуха, и можем понять, в какой среде мы находимся, в своей или чужой. Растениям такими органами служит химизм окружающей среды, в том числе и количество и разнообразие пыльцы других растений. Не стоит считать растения организмами, совершенно не взаимодействующими с окружающим его растительным сообществом.
Есть. Это создание ГМО путем длительного искусственно-естесственного отбора. Так эдак лет через пять тысячь появится подходящщее естесственное ГМО. И для нас (нонче живущих) оно будеть совершенно безвредно.