Современные сорта картофеля улучшают с помощью диких генов

26.08.2021

246

Ученые ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», ФИЦ «Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова» и Всероссийского научно-исследовательского института защиты растений (Санкт-Петербург) придумали, как сделать сельскохозяйственные растения более устойчивыми к заболеваниям и климатическим стрессам. Для этого нужно использовать гены их диких собратьев, сообщает научный журнал «Наука в Сибири».

Фото:dachamir.ru

Современные сорта картофеля улучшают с помощью диких генов.

Как рассказывает заведующий лабораторией эволюционной биоинформатики и теоретической генетики ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» Дмитрий Афонников, практически все современные сельскохозяйственные растения получены в процессе тысячелетней селекции, которая была направлена на отбор небольшого количества признаков. В результате современные культурные растения потеряли разнообразие генов, которые есть в дикой природе, включая гены устойчивости к заболеваниям и климатическим стрессам.

Генетики ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» изучают биологическое разнообразие генотипов диких родичей современных культурных растений, чтобы выявить разнообразие этих генов, создают и описывают биологические коллекции. Предполагается, что обнаруженные гены устойчивости с помощью современных технологий редактирования можно будет внедрить в известные сорта.

Такая работа основана на технологиях фенотипирования, секвенирования, генотипирования и сопоставления данных генотипов. Часть из этих методов развиваются в ФИЦ ИЦиГ СО РАН. Так, ученые собрали в базу данных все существующие транскриптомы пяти сельскохозяйственных растений и сравнили их с известными геномами. Их интересовала та часть, которая отсутствовала в последних. Ее назвали черной частью транскриптомы. Данный геном содержит порядка четырех миллионов последовательностей. Кроме того, именно в этой части содержатся гены, связанные с устойчивостью к заболеваниям и стрессам.

«Мы сравнили транскриптомы пяти фенотипов картофеля и одного дикого типа и обнаружили в них более 600 новых транскриптов, ассоциированных с генами устойчивости к патогенам. Классифицировали на разные типы и нашли такие, у которых количество генов устойчивости больше, чем в известном секвенированном геноме картофеля. Фактически мы дополнили репертуар генов устойчивости, который можно использовать в дальнейшем для селекции картофеля».

Дмитрий Афонников - заведующий лабораторией эволюционной биоинформатики и теоретической генетики ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН»