Генетический код изобилия

Обеспечение продовольственной безопасности во многом зависит от стабильных урожаев зерна, однако на пути к созданию идеального колоса селекционеры традиционно сталкиваются со сложнейшим вызовом.

Продуктивность мягкой пшеницы относится к числу наиболее капризных признаков, поскольку она управляется множеством генов одновременно и чутко реагирует на любые капризы погоды. Из-за этого экологического шума результаты успешных полевых экспериментов часто не воспроизводятся в других климатических зонах, вынуждая ученых искать принципиально новое решение проблемы.

Чтобы разорвать этот замкнутый круг, исследователи Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (ИЦиГ СО РАН) поставили перед собой задачу отыскать в хаосе растительного генома те «островки стабильности», которые сохраняют свое действие вопреки погодным колебаниям. Результаты этой масштабной работы были представлены на мультиконференции «Биоинформатика регуляции и структуры геномов / системная биология» в Новосибирске, где пресс-служба института объявила об успешном обнаружении целевых участков ДНК.

Генетикам удалось локализовать стабильные локусы на хромосомах 2D, 4A, 5A, 5B, 6A, 6B и 7A, причем эти зоны оказались прочно связаны с массой тысячи зерен, их числом в колосе и общим весом собранного с растения зерна. Обладая точными координатами этих ДНК-оазисов, сотрудники ИЦиГ СО РАН разработали на их основе специальные молекулярные маркеры, призванные перевести теоретическое открытие в плоскость практической селекции.

Эффективность созданного инструмента подтвердилась в ходе независимой проверки, во время которой три маркера продемонстрировали устойчивую связь с продуктивностью растений, особенно ярко проявившуюся в увеличении массы тысячи зерен. Значимость этого успеха подчеркнула исследователь Антонина Киселева, отметив, что подтвержденная стабильность маркеров позволяет использовать их в программах маркер-ассоциированной селекции для отбора самых перспективных растений на ранних этапах роста.

Такой высокотехнологичный подход дает селекционерам мощный инструмент точечного контроля, радикально снижающий их зависимость от капризов природы и многолетних испытаний на полях. Логичным продолжением этого прорыва станет расширенная проверка разработанных маркеров на широком наборе сортов в различных эколого-географических условиях, параллельно с которой ученые займутся поиском конкретных генов, скрывающихся внутри выявленных локусов.

Подготовил Роман БОНДАРЧУК, УзА