В новом исследовании учёные из
Курчатовского геномного центра ИЦиГ СО РАН изучили, какие гены влияют на
концентрацию семи различных химических элементов в зерне российских сортов
пшеницы: кальция, калия, марганца, магния, цинка, железа и меди. В результате
исследования удалось определить четыре гена, которые связаны с повышением
или понижением их концентрации. Эти знания позволяют точнее проводить селекцию
российских сортов пшеницы. Полученные результаты опубликованы в
журнале Plants.
Пшеница играет важную роль в продовольственной
безопасности во всём мире. В зерне пшеницы содержатся различные вещества, в том
числе позволяющие избежать так называемый «скрытый голод», то есть дефицит
микро- и макроэлементов, витаминов у людей. Поэтому вопрос селекции с учётом
повышения концентрации важных для здоровья химических соединений играет
первостепенную роль.
«В этой работе, используя метод
полногеномного исследования ассоциаций, мы изучили, какие участки ДНК влияют на
концентрацию семи химических элементов в зерне российских сортов пшеницы, и
обнаружили четыре новых гена. В ходе дальнейшей работы нам удалось довольно
неплохо проанализировать их функциональную роль и то, в какие процессы
вовлечены кодируемые ими белки», — рассказала младший
научный сотрудник Курчатовского геномного центра ИЦиГ СО РАН Надежда
Потапова.
«Проведённая нами работа интересна с
методологической стороны. Мы применили редко используемый в генетике растений
метод многомерного анализа. Он позволяет смотреть на то, как изменение
нуклеотидов в одной и той же позиции в гене влияет одновременно на разные
признаки. В зависимости от того, какой нуклеотид оказался на определенной
позиции, концентрация одних и тех же химических элементов может или снижаться,
или повышаться. В нашем случае, подобная нуклеотидная вариация в одном из
обнаруженных генов может повышать концентрацию железа, но понижать концентрацию
других элементов, а это очень важный момент, который при селекции сортов нужно
учитывать», — отметил старший научный сотрудник Курчатовского
геномного центра ИЦиГ СО РАН Яков Цепилов.
По результатам исследования, в двух из четырёх
найденных генов сложилась именно такая история: одна нуклеотидная вариация
увеличивала концентрацию нескольких элементов, но одновременно и понижала
концентрацию остальных. Это стало ясно именно благодаря применению многомерного
анализа.
Результаты были получены на российских сортах
пшеницы, поэтому далее могут быть использованы при разработке схем селекции
новых сортов и улучшения уже имеющихся сортов.
Исследования были проведены на базе Курчатовского
геномного центра ИЦиГ СО РАН и поддержаны грантом РНФ 23-16-00041.
Источник: Пресс-служба ИЦиГ СО РАН.