О чем рассказал геном пшеницы


Успешно завершен крупный международный научный проект с участием новосибирских генетиков
23 августа 2018

Публикация в престижном журнале Science подвела итоги работы международного консорциума по секвенированию генома пшеницы, в котором приняли участие представители 73 научных организаций из 20 стран. Россию в этом проекте с 2007 года представлял Институт цитологии и генетики, а в 2014 году к нему присоединились Институт биоинженерии РАН (обе организации в настоящее время преобразованы в федеральные исследовательские центры – ФИЦ) и Московский Государственный Университет. Столь большое число участников вызвано сложностью задачи: геном пшеницы в пять раз больше человеческого и имеет очень сложную структуру.

Результатом многолетней работы консорциума стало построение референсной последовательности генома этой ведущей сельскохозяйственной культуры. Иначе говоря, вместо хаотичного набора коротких последовательностей (результата обычного секвенирования), последовательности были собраны и упорядочены вдоль 21 хромосомы, а гены идентифицированы с помощью специализированных программ.

– Секвенирование геномов – это постоянно идущий процесс, – рассказала член координационного совета консорциума, зав. лабораторией молекулярной генетики и цитогенетики растений ФИЦ «ИЦиГ СО РАН», д.б.н., проф. Елена Салина. – Но дальнейшая работа с ними зависит от того, насколько качественно выполнен этот процесс.

Референсные геномы обычно используются в качестве шаблонов, по которым быстро и с меньшими затратами выстраивают новые геномы представителей данного вида. Но в данном случае важно не только это. Пшеница – одна из главных современных сельскохозяйственных культур человечества (в 2012 году площадь посевов пшеницы составляла 215,5 млн га). Она является основным продуктом питания для трети населения мира, и рост численности людей требует соответственного роста ее производства. В условиях ограниченности земельных и водных ресурсов планеты этот рост необходимо обеспечивать не увеличением посевных площадей, а повышением урожайности. Поэтому изучение генома пшеницы имеет не только фундаментальное, но и вполне прикладное значение.

– Располагая референсной последовательностью, можно производить целенаправленный поиск генов и регуляторных элементов для создания новых сортов с заданными характеристиками с высокой точностью и в более сжатые сроки, - продолжила Елена Салина.

Опираясь на результаты проекта, такой работой будут заниматься и сотрудники ФИЦ «ИЦиГ СО РАН», где в последние годы много внимания уделяют методам маркёр-ориентированной селекции и уже получили первые результаты в этом направлении.

Параллельно международный консорциум, осуществлявший расшифровку генома пшеницы, намерен запустить еще один проект, аналогичный проекту «1000 геномов человека», в рамках которого будут просеквенированы геномы самых разнообразных сортов и элитных линий пшеницы. Напомним, эта культура является чемпионом среди злаков по количеству созданных сортов, многие из которых обладают уникальными качествами. И реализация такого проекта предоставит селекционерам еще более широкие возможности. Примут участие в этой работе наши ученые или нет, зависит от того, найдется ли для этого необходимое финансирование.

Пресс-служба ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН»