Идентифицирован «самый известный» ген пшеницы

Источник: iStockphoto/Elena Elisseeva

Исследовательская группа Университета штата Вашингтон (США) под руководством профессора Кулвиндера Гилла обнаружили «самый знаменитый ген пшеницы», контролера репродуктивного трафика, который может быть использованы для передачи пшенице ценных генов от других растений. Идентификация гена открывает путь для разработки сортов пшеницы с сопротивлением к болезням и вредителям. В итоге можно ожидать уменьшения потерь урожая и использования пестицидов. При этом использование генетических инструментов традиционной селекции позволит избежать пометки «ГМО» на полученных сортах. Как отмечает профессор Гилл, дикие предки пшеницы были обычными менялами генов и могли случайно скрещиваться друг с другом. Но после окультуривания пшеницы, которое произошло около 10 000 лет назад, генетическая структура растения изменилась.

Вместо диплоидного варианта (два набора хромосом), характерного для человека и большинства других живых существ, в мягкой  пшенице был сформирован полиплоидный вариант генной структуры, включающий семь наборов из шести связанных друг с другом хромосом. Еще в 1958 году, всего через пять лет после открытия структуры двойной спирали ДНК, ученые заподозрили существование специального гена, контролирующего упорядоченное спаривание хромосом пшеницы во время воспроизведения. Профессор Гилл поясняет, что без этого гена в ядрах клеток пшеницы был бы настоящий хаос. В итоге получались бы стерильные растения, которые могли бы размножаться только вегетативным способом. Но у этого гена есть и «темная сторона» — он не позволяет хромосомам пшеницы соединяться с хромосомами других растений, к примеру, ржи. Из-за этого перенос генов становится невозможным.

Интерес к гену, который получил название Ph1, привел к публикации десятков научно-исследовательских работ. В итоге он стал «самым знаменитым геном пшеницы». В 2006 году группа британских ученых заявила, что им удалось идентифицировать ген. Но профессор Гилл отмечает, что он и его команда смогли точно выяснить, что их британские коллеги ошиблись. Профессор Гилл понимал, что его выводы могут быть спорными, поэтому целый год потратил на повторение экспериментов, подтверждающих его открытие. Первая попытка временного отключения гена позволила перенести ген из растений рода эгилопса (Aйgilops), диких родственников пшеницы. Переносился ген устойчивости к желтой ржавчине, опасному грибковому заболеванию. Открытие гена Ph1 облегчает обмен генетическим материалом. Похожие процессы происходят в дикой природе, но ученые могут ускорить получение нужных результатов. Новые сорта, не являющиеся ГМО, могут быть созданы в течение пяти лет.