Команда биологов и генетиков из Университета Лидса и Центра Джона Иннеса (Великобритания), Гейдельбергского университета в Германии и Аделаидского в Австралии открыла способ выращивания высококачественной пшеницы, содержащей заметно больше белка чем обычно. Об этом говорится в их научной работе, опубликованной в журнале Science Daily.
Для примера исследователи взяли так называемую «мягкую» или «летнюю» пшеницу, известную под научным названием Triticum aestivum. Они выбрали её как важнейшую для планету злаковую культуру, обеспечивающую около 20 процентов белка и килокалорий от общего мирового потребления. При этом учёные смогли найти генетическую вариацию, позволяющую ещё больше увеличить содержание первого. Как известно, за питательные вещества в этой культуре отвечают цветки, находящиеся на боковых колосьях ростка. Также соцветие колосьев и цветков определяет и урожайность этой культуры. Однако исследователи отмечают, что о генах и процессах их формирования до сегодняшнего дня было известно крайне мало из-за сложности её строения. Дело в том, что она имеет гексаплоидный геном, состоящий из трёх элементарных, содержащих в общей сумме более 17 миллиардов пар нуклеотидов. Это означает, что её геном в пять раз больше человеческого.
Для решения этой проблемы учёные решили исследовать парные колосковые чешуйки пшеницы, которые обычно дают от двух до четырёх цветков. Они смогли идентифицировать гены, отвечающие за вариативность их расположения. Например, существуют как отдельные парные и многорядные колосья, так и разветвлённые, которые включают в себя несколько колосков или удлинённых ветвей в одном узле. Генетики провели скрининг этих парных линий с помощью метода TILLING. Это сокращение от английского «Targeted Local Lesions In Genomes», что переводится как «целевые локальные поражения в геномах». Метод предполагает исследование функции генов, сочетающее традиционно используемый случайный химический мутагенез и скрининг для выявления мутаций. Технология не имеет отношения к ГМО. В итоге специалистам удалось идентифицировать несколько парных мутантных линий, производящих колоски и обладающих особыми свойствами. Например, у двух из них обнаружились мутации, позволяющие генерировать больше чем обычно цветоносных колосков, также содержащих на четверть больше белка в зерне чем обычно. Также авторы исследования узнали, за счёт чего увеличивается его доля. По их словам, это связано «с повышенной гидравлической проводимостью соцветия и цветоноса и большей поставкой аминокислот к колосовому стержню». Этому, в свою очередь, способствует образование дополнительных сосудистых пучков в стебле.
При этом содержание белка повысилось без ущерба урожайности, отмечают учёные. Это означает, что подобный метод будет ещё более экономически выгодным для производителей и селекционеров, чем просто повышение питательной ценности культуры. Также они добавили, что выращенные по новой технологии сорта будут доступны фермерам и учёным уже в ближайшие два-три года.
