• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.05.2022
Мария Азарова
1 495

Найден способ выращивать пшеницу с повышенным содержанием белка

4.6

Ученые выявили генетическую вариацию, которая обеспечивает повышение содержания белка примерно на 25 процентов у пшеницы, выращенной в полевых условиях, без потери урожайности.

Пшеница
Пшеница мягкая, или летняя — вид однолетних травянистых растений рода пшеница семейства злаки / © Flickr

Команда генетиков и биологов из британских Центра Джона Иннеса в Норидже и Университета Лидса, а также австралийского Аделаидского и немецкого Гейдельбергского университетов нашла способ выращивать пшеницу более высокого качества, зерно которой будет содержать больше белка. О своем открытии они рассказали в работе, недавно опубликованной в журнале Science Advances.

Пшеница мягкая, или летняя (лат. Triticum aestivum) — важнейший для человечества злак, на него приходится примерно 20 процентов белка и килокалорий, потребляемых в мире. Питательные зерна производят цветки, расположенные на боковых ветвях — колосках. Основной фактор, от которого зависит урожай, — количество колосков и цветков, образуемых соцветием. Между тем о генах или биологических процессах, контролирующих их формирование, мы знаем крайне мало: как отмечают авторы нового исследования, этот пробел частично обусловлен тем, что пшеница имеет гексаплоидный геном, состоящий из трех элементарных геномов и в длину превышающий 17 миллиардов пар нуклеотидов. То есть он в пять раз больше генома человека.

Столь сложный геном и ограничивал возможность проводить своевременные генетические анализы признаков развития, но недавние исследования предоставили необходимые ресурсы для определения генов, регулирующих развитие соцветий. В итоге специалисты получили новые возможности для повышения качества урожая.

«Каждый колосок состоит из двух колосковых чешуек и обычно дает от двух до четырех фертильных цветков. Такое расположение колосков хорошо сохранилось у дикорастущей и культурной пшеницы; однако существуют вариации, предоставляющие возможность идентифицировать гены, регулирующие архитектуру соцветия. Одна из таких вариаций — «парный колосок»: он характеризуется развитием двух колосков в отдельном узле, при этом вторичный колосок формируется непосредственно рядом с обычным первичным и ниже него. Парные колоски отличаются от других вариаций, таких как многорядные и разветвленные, которые включают несколько колосков либо удлиненных ветвей в одном узле», — пишут ученые.

Они провели скрининг парных линий, производящих колоски, в популяции пшеницы, методом под названием TILLING (Targeted Local Lesions IN Genomes, целевые локальные поражения в геномах) — это исследование функции генов, сочетающее случайный химический мутагенез, традиционно используемый генетиками, с эффективной технологией скрининга для выявления мутаций. Он не относится к ГМО и ранее позволял быстро внедрить нужный ген в существующий сорт пшеницы.

В итоге удалось идентифицировать несколько парных мутантных линий, продуцирующих колоски: две из них содержат мутации, за счет которых генерируется больше цветоносных парных колосков, в то же время примерно на 25 процентов повышается содержание белка в зерне — по сравнению с родственными линиями дикого типа. 

От A до С — WT (пшеница дикого типа) и две мутантные линии (CAD2071 и CAD1290); D — cоцветия ps1 иPs1/ps1 (потомство CAD1290) дают множественные вторичные колоски (отмечены розовым цветом) по сравнению с диким типом / © Laura E. Dixon et al., 2022

«Более высокое содержание белка связано с повышенной гидравлической проводимостью соцветия и цветоноса и большей поставкой аминокислот к колосовому стержню, чему, скорее всего, способствует образование дополнительных сосудистых пучков в стебле. <…> Наши результаты предоставляют потенциальный метод улучшения качества зерна пшеницы и демонстрируют возможность клонирования генов, контролирующих развитие соцветий полиплоидной пшеницы, с использованием подхода мутагенеза», — подчеркнули авторы работы.

Поскольку увеличение содержания белка происходит без снижения урожайности, это открытие будет экономически выгоднее для селекционеров и производителей, чем просто повышение питательной ценности пшеницы. По мнению ученых, новые сорта станут доступны агрономам через два-три года.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
3 февраля
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

Сегодня, 09:27
Ольга Иванова

Немецкие ученые проанализировали данные общенациональных исследований и пришли к выводу, что с марта 2022 года в больницах Германии с поразительной частотой наблюдаются случаи устойчивости к антибиотикам последней инстанции. Выяснилось, что неубиваемые патогены, по-видимому, принесли в страну украинские беженцы.

Позавчера, 13:41
Анна Новиковская

В черных дырах заключено множество тайн, и теперь астрономам удалось раскрыть одну из них: почему раскаленные диски вокруг них иногда мерцают.

2 февраля
НИУ ВШЭ

Изучая потребление алкоголя, экономисты и социологи обычно связывают его с условиями жизни людей и их человеческим капиталом: образованием, опытом работы, знаниями. Ученые из Лаборатории исследований рынка труда и Лаборатории экономико-социологических исследований НИУ ВШЭ обратили внимание на некогнитивные навыки, формирующиеся в детстве и подростковом возрасте, и выяснили, что эти качества во многом определяют вероятность злоупотребления спиртным и сокращают степень влияния образования.

3 февраля
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

31 января
ФизТех

Ученым из МФТИ и ОИВТ РАН удалось построить теоретическую модель для описания процесса роста оксидной пленки на поверхности стали в контакте с тяжелым жидкометаллическим расплавом свинец-висмут — теплоносителем, который может использоваться в реакторах нового поколения на быстрых нейтронах. Оксидная пленка — результат коррозии, но ее образование защищает от очень быстрой (жидкометаллической и межкристаллитной) коррозии. Понимание процесса коррозии стали в контакте с теплоносителем необходимо для обоснования безопасности эксплуатации подобных реакторов.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: