Расшифрован гигантский геном пшеницы

Генетики завершили работу над расшифровкой всей огромной ДНК мягкой пшеницы, которая потребовала больше десяти лет работы консорциума ученых из 20 стран.

Как тысячелетия назад, так и сегодня пшеница дает человечеству больше калорий, чем какой-либо другой источник пищи. Ее одомашнивание и разведение началось не позднее 14-12 тысяч лет назад и привело к появлению десятков полезных сортов. Между тем целенаправленное выведение новых разновидностей пшеницы остается невозможным по вполне банальной причине: ее геном не удавалось расшифровать. ДНК ее примерно впятеро больше нашей, причем каждая хромосома содержится не в двух, а в шести разных копиях — и каждая из них на 85 процентов состоит из длинных повторов, так что различить их крайне непросто.

Дело в том, что сегодняшняя мягкая пшеница Triticum aestivum стала производным трех разных растений: сперва, около 500 тысяч лет назад, дикая пшеница в природе соединилась с неустановленным злаком, создав пшеницу Triticum turgidum — из нее еще в неолите вывели твердые сорта. Таким образом, у нее уже было по четыре копии хромосом, а затем, уже усилиями человеческой селекции, к ним добавилась еще пара — от опять же неидентифицированного растения. Так мягкая пшеница получила «шестерной», гексаплоидный набор генов, а генетики — головную боль.

Для этого еще в 2005 был организован международный исследовательский консорциум Wheat Genome Sequencing и лишь теперь, 13 лет спустя, он представил результаты этой масштабной работы. В статье, опубликованной в журнале Science, ученые сообщают о первых находках, сделанных среди 107 тысяч генов в ДНК пшеницы. Теперь их коллеги смогут получать новые сорта, целенаправленно изменяя работу соответствующих генов, так что эта научная статья будет иметь большое влияние и на повседневную жизнь.

Уже первые результаты позволили локализовать некоторые важные для нас гены — скажем, присутствующий не во всех трех наборах хромосом ген GBSS, который ученые назвали «ключевым для качества лапши удон». Авторы определили некоторые регуляторные сети и их активность в разных тканях растения, нашли гены, действующие в разновидностях пшеницы.