Учёные достигли прорыва в изучении генома ржи, что может значительно повлиять на селекцию пшеницы. Новая эталонная последовательность генома ржи позволяет глубже понять её генетическое разнообразие и использовать его для улучшения сельскохозяйственных культур.
Рожь имеет тесную связь с ячменем и пшеницей, но её история как культуры значительно короче. В отличие от ячменя и пшеницы, которые были одомашнены 10 000 лет назад, рожь стала самостоятельным культурным видом только 5000–6000 лет назад и превратилась в важнейшую хлебную зерновую культуру в Северной Европе.
Геном ржи сложен и почти на 90% состоит из повторяющихся последовательностей ДНК. Предыдущие эталонные последовательности были неполными и содержали ошибки. Новая последовательность, созданная с использованием современных технологий секвенирования, более полная и точная. Она позволяет идентифицировать ранее недоступные участки генома, включая центромеры, которые играют ключевую роль в делении клеток.
«Новая эталонная последовательность представляет собой качественный скачок в исследованиях и селекции ржи. Она более полная, чем предыдущие версии, исправляет ошибки сборки, допущенные ранее, и предоставляет доступ к участкам генома для дальнейшего анализа и использования», — объясняет доктор Эрванг Чен, первый автор исследования.
Особый интерес для селекции растений представляют новые открытия, касающиеся «короткого» плеча хромосомы 1R ржи, известного как 1RS. Оно уже было перенесено в несколько сортов пшеницы путем скрещивания и улучшает такие признаки, как устойчивость к болезням, стрессоустойчивость и урожайность. Особенно хорошо известны гены устойчивости к фитопатогенным грибам, таким как ржавчина или мучнистая роса.
Исследование показывает, что сегменты 1RS, используемые в пшенице, более или менее идентичны или, по крайней мере, очень тесно связаны друг с другом. Однако при сравнении этого сегмента у различных генотипов ржи, для которых была проведена секвенирование, становится очевидно, что этот регион демонстрирует гораздо большую изменчивость у ржи.
«Это означает, что разнообразие ржи по-прежнему обладает огромным нераскрытым потенциалом. Благодаря новому стандарту, которого мы достигли в секвенировании генома ржи, мы можем сделать следующий шаг. Мы уже начали секвенирование многих геномов ржи для создания так называемого пангенома ржи. Это служит основой для систематического изучения геномного разнообразия ржи в исследовательских и селекционных целях», — подчеркивает доктор Нильс Штайн, руководитель отдела «Генбанк» в Институте генетики растений и исследований сельскохозяйственных культур им. Лейбница (IPK).
Исследователи используют термин «пангеном» для обозначения совокупности всех генов или последовательностей ДНК вида.
