Японские ученые расшифровали геном гречихи, благодаря чему смогли узнать историю ее окультуривания и объяснили некоторые ботанические особенности. Это также позволило создать несколько новых сортов с помощью направленного мутагенеза. Исследование опубликовано в журнале Nature Plants.
Ожидается, что к 2050 году население Земли достигнет отметки в 9,7 млрд. Из-за этого все более острой становится проблема голода и обеспечения населения едой. Сейчас мы сильно зависим от трех основных культур — риса, пшеницы и кукурузы, и поэтому повышается интерес ко второстепенным культурам.
Японские ученые составили хромосомную сборку генома гречихи (Fagopyrum esculentum). Для этого они просеквенировали (прочли) геномы трех растений, а также геном одного растения гречихи, не способного к самоопылению из-за строения столбиков пестика. Помимо этого, исследователи получили геномы 47 диких и 57 культивированных растений гречихи, чтобы проанализировать историю окультуривания растения. В результате анализа ученые смогли обнаружить ряд мобильных генетических элементов, присутствие которых объясняет различия в размере генома между особями, а также способствовало эволюции центромер в хромосомах. Также биологи обнаружили две полногеномных дупликации, характерных для семейства Гречишные. Кроме того, исследователи изучили вопрос разностолбчатости у гречихи, так как у некоторых растений столбики пестиков имеют разную высоту. За это ответственен ген S-ELF3, который является гемизиготным, то есть у организма присутствует только одна копия этого гена вместо обычных двух, что может произойти из-за делеций и различных мутаций. Что касается истории культивирования гречихи, ученые подтвердили, что источником растения изначально стал юго-восток Тибета.
В ходе исследования ученые смогли создать несколько новых сортов гречихи, используя направленный мутагенез вместо обычных инструментов генетического редактирования. Так, они получили сорт, способный к самоопылению. Кроме того, ученые ввели нонсенс-мутации, ведущие к преждевременной остановке синтеза белка, в генах FeGBSS1 и FeGBSS2, ответственных за содержание крахмала, и в гене Fag e 2, с которым связаны аллергены гречихи. Получившийся сорт имел более вязкую текстуру, напоминающую моти.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
