Ученые Брно расшифровали геном растения. Открытие называют «святым Граалем» сельского хозяйства
Группа исследователей научного центра CEITEC при Университете Масарика в Брно первой в мире расшифровала полный геном растения, способного образовывать семена без полового размножения. Это выдающееся достижение в области биологии растений связано с изучением апомиксиса — способности некоторых растений формировать семена в обход мейоза и оплодотворения, что привлекло внимание как биологов, так и селекционеров.
Потомство апомиктичных растений способно сохранять неизменную комбинацию признаков на протяжении многих поколений. Подробности исследования генома растения из рода Boechera в четверг сообщила пресс-секретарь CEITEC Галина Йилкова. В традиционном растениеводстве выведение идеального гибрида (обладающего высокой урожайностью, устойчивостью к засухе или болезням) — затяжной и дорогой процесс. Однако при обычном половом размножении эти уникальные свойства «размываются» в следующих поколениях из-за генетического расщепления. Фермерам приходится каждый год закупать новые семена гибридов.
Апомиксис позволяет получать семена, из которых вырастает генетически идентичное потомство. Если ученым удастся использовать этот механизм в сельскохозяйственных культурах — например, в пшенице или рапсе, — это поможет закрепить их ценные свойства. Растения смогут передавать сложнейшие комбинации генов через семена без изменений. Поэтому открытие имеет огромное значение для сельского хозяйства.
«Возможность сохранить удачную комбинацию признаков растения при семенном размножении — это своего рода "святой Грааль" биологии растений. Хотя об апомиксисе известно уже более ста лет, мы до сих пор не до конца понимаем, как он работает на генетическом уровне. Расшифровка первого генома апомиктичного растения из рода Boechera дает нам важнейший инструмент для поиска ответов», — отметил Хассан Тарабай, первый автор исследования. Поиск ответов осложняется тем, что большинство апомиктичных растений обладают крайне сложными геномами. Род Boechera — близкий родственник Arabidopsis thaliana — является исключением, что делает его идеальной моделью для дальнейшего изучения этой стратегии размножения.
«Сам по себе геном не дает прямого ответа на вопрос, какие именно гены или механизмы управляют апомиксисом. Однако он служит своего рода справочной картой, позволяющей систематически сопоставлять генетическое устройство растений, размножающихся половым путем, и тех, что размножаются бесполым путем. Наша цель — постепенно выяснить, что именно позволяет таким растениям производить через семена потомство, генетически идентичное родительскому организму», — пояснила руководитель исследования Терезие Мандакова.
По словам ученых, до практического применения апомиксиса в сельском хозяйстве, однако, еще далеко. Исследование было опубликовано в журнале Scientific Data.
