• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.05.2022
Мария Азарова
1 655

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
Вчера, 16:17
Андрей

Международная группа исследователей пересмотрела происхождение теплокровности, проанализировав вымерших предков амниот. Авторы изучили ранее не рассматривавшийся признак эндотермных организмов — маленькие эритроциты.

8 часов назад
Полина

Пожилые люди, которые следят за внешним видом и стремятся выглядеть моложе, реже сталкивались с дискриминацией по возрасту. Это выяснили ученые из США в новом исследовании.

3 часа назад
Андрей

Неподалеку от Кейптауна в водах Индийского океана исследователи впервые задокументировали, как косатка в одиночку убила молодую белую акулу. Свидетели наблюдали нападение и кусок акульей печени в пасти морского хищника.

1 марта
Юлия Трепалина

Первого марта в России отмечают День кошек. Это одни из самых популярных домашних животных, которые живут рядом с человеком уже порядка десяти тысяч лет. Несмотря на многовековое знакомство, в общении людей и кошек хватает неясностей. Так, французские ученые недавно выяснили, что почти в трети случаев знаки кошачьего неудовольствия толковались ошибочно.

Вчера, 16:17
Андрей

Международная группа исследователей пересмотрела происхождение теплокровности, проанализировав вымерших предков амниот. Авторы изучили ранее не рассматривавшийся признак эндотермных организмов — маленькие эритроциты.

Вчера, 14:14
Руслан Руслан

Британский научный обозреватель Дэвид Робсон разбирает в New Scientist причины ухудшения качества спермы у мужчин во всем мире. Naked Science перевел статью, где исследователи пытаются понять причины этого явления и ищут способы обратить ее вспять.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

15 февраля
Дарья Губина

Титан — самый органически богатый спутник с глобальным океаном в Солнечной системе. И все же, сопоставив строение его поверхности с интенсивностью падения метеоритов, ученые пришли к выводу, что в океане спутника Сатурна вряд ли хватает элементов для жизни.

22 февраля
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: