В миреСобытия

Ученым удалось идентифицировать ген пшеницы, мешающий созданию термоустойчивых сортов

Источник: The Guardian

Пшеница является важным элементом рациона 4,5 миллиардов человек, обеспечивая 20% калорий, потребляемых каждый день, но ее производство находится под угрозой из-за глобального потепления.

фото: canva

Пшеница является важным элементом рациона 4,5 миллиардов человек, обеспечивая 20% калорий, потребляемых каждый день, но ее производство находится под угрозой. Из-за глобального потепления, вызванного деятельностью человека, нашу планету ждут все более суровые волны тепла, засухи и лесные пожары, которые в будущем могут уничтожить урожай и спровоцировать массовый голод.

Но исследование, которое проводится в Центре Джона Иннеса в Норвиче (John Innes Centre), Великобритания, дает основания надеется на преодоление возможного кризиса. Там работают над повышением устойчивости пшеницы к жаре и засухе. 

Обычно в хозяйствах выращивают два основных сорта пшеницы: твердую, из которой делают для макаронные изделия, и мягкую пшеницу. Вместе они играют решающую роль в рационе около 4,5 миллиардов человек, сказал профессор Грэм Мур, генетик пшеницы и директор Центра Джона Иннеса, одного из ведущих мировых научно-исследовательских институтов сельскохозяйственных культур. «Из них около 2,5 миллиардов человек в 89 странах ежедневно потребляют пшеницу, поэтому вы можете видеть, насколько жизненно важен этот урожай для всего мира», — добавил он.

Проблемой, с которой столкнулись ученые-агрономы, стремящиеся улучшить устойчивость и продуктивность сортов пшеницы, была сложность генетики пшеницы. «У людей есть единственный геном, который содержит инструкции нашей ДНК. Но макаронная пшеница имеет два разных предковых генома, а хлебная пшеница — три».

Эта сложность имела важные последствия. Чтобы контролировать свои разные гены и хромосомы, пшеница приобрела стабилизирующий ген, который разделяет разные хромосомы в ее различных геномах. Это обеспечило высокие урожаи этих форм пшеницы. Однако этот ген также подавляет любой обмен хромосомами с дикими родственниками пшеницы, сводя на нет усилия генетиков, пытающихся создать новые сорта с полезными свойствами.

«Дикие сородичи обладают действительно полезными характеристиками — устойчивостью к болезням, солеустойчивостью, защитой от жары — качествами, которые вы хотите добавить, чтобы сделать пшеницу более устойчивой и легкой для выращивания в суровых условиях. Но вы не могли этого сделать, потому что этот ген препятствовал ассимиляции этих качеств».

Этот ген был известен как «Святой Грааль» генетиков пшеницы, добавил Мур. Потребовалось несколько десятилетий, но ученые из Центра Джона Иннеса преуспели в охоте за своим Святым Граалем. Они идентифицировали ключевой ген, обозначили его как Zip4.5B и создали его мутантную версию, которая позволяет гену выполнять свою основную функцию — обеспечивать правильное спаривание хромосом пшеницы и поддерживать урожайность — но не обладает способностью блокировать создание новых вариантов с элементами из дикорастущих трав.

«Ключевым инструментом в этой работе было редактирование генов, которое позволило нам внести точные изменения в ДНК пшеницы. Без него мы бы до сих пор боролись с этим. Это изменило все». Существует не менее 50 различных версий Zip4.5B. «Теперь мы собираемся протестировать их на разных сортах пшеницы, которые мы создали», — добавил Мур.

«Затем их будут выращивать в Испании, чтобы посмотреть, насколько хорошо они приживутся. Цель будет заключаться в том, чтобы определить, какие сорта лучше всего справятся с более высокими температурами, с которыми наши фермеры столкнутся в ближайшие десятилетия.

«Пшеница сыграла замечательную роль в истории человечества. Надеюсь, эта работа поможет ему сохранить свое значение в качестве продукта питания в будущем», — сказал ученый.

Поделиться:

Поделиться в vk
Поделиться в twitter
Поделиться в telegram
Поделиться в whatsapp
Поделиться в odnoklassniki
Поделиться в email