Воскресенье 15 ноября 2026 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Секвенирование ДНК гороха решает последние генетические загадки Менделя


Секвенирование ДНК гороха решает последние генетические загадки Менделя

Четверг, 24 Апреля 2025 00:38

Много лет назад австро-венгерский монах XIX века Грегор Мендель открыл основные принципы генетики, изучая горох, который он посадил тысячами в саду своего аббатства. После перекрестного опыления сортов и отметив пропорции, в которых такие признаки, как цвет цветка, встречались у их потомства, он выявил математические закономерности рецессивного и доминантного наследования — фундаментальный прорыв в генетике. Но, работая десятилетиями до того, как гены были идентифицированы как механизм наследственности, Мендель ничего не знал о молекулярной основе своих семи признаков, которые оставались «семью загадками», говорит Шифэн Чэн, эволюционный генетик из Института сельскохозяйственной геномики в Шэньчжэне (AGIS).

 

В последние десятилетия исследователи постепенно картировали эти признаки на последовательности ДНК, идентифицируя гены, стоящие за четырьмя из них. Теперь, в крупнейшем геномном исследовании гороха, опубликованном в Nature, Ченг и его коллеги раскрывают гены, связанные с оставшимися тремя, а также многие другие гены, которые селекционеры гороха могли бы использовать для улучшения растений. «Это еще одна веха в геномике растений», — говорит Аурелиано Бомбарели, геномист растений из Института молекулярной и клеточной биологии растений, который не принимал участия в работе.

 

Первым признаком Менделя, связанным с геном, была форма семян. У некоторых сортов гороха семена сморщиваются при сушке и становятся сладкими на вкус в свежем виде. Мендель показал, что у них есть рецессивные «морщинистые» аллели. Горох с доминантным «круглым» аллелем остается гладким в сухом виде и менее сладким, часто идет на суп или корм для животных. В 1990 году исследователи из Центра Джона Иннеса (JIC) идентифицировали ответственный ген, который кодирует фермент, помогающий преобразовывать сахара в крахмал. Его доминирующая форма наполняет семена крахмалом и сохраняет их гладкими, тогда как рецессивный аллель производит неактивный фермент, который оставляет больше сахара в семенах. Ученые из JIC и других организаций впоследствии обнаружили гены, лежащие в основе трех других признаков: высоты растения и цвета цветка и семян.

 

Большой размер генома гороха и общий акцент на более высокопрофильных культурах, таких как пшеница, кукуруза и рис, замедлили дальнейший прогресс. «Горох не привлекает особого внимания», — говорит Ребекка Макги, ученый-биолог из Университета штата Вашингтон. Но по мере снижения затрат на секвенирование ситуация меняется.

 

Весь геном гороха был секвенирован в 2019 году. Исследователи в Китае продолжили секвенировать 237 видов гороха и собрать их генетические различия в карту, опубликованную в прошлом году. Это разнообразие позволило им идентифицировать 29 миллионов генетических маркеров, называемых однонуклеотидными полиморфизмами (SNP), которые селекционеры гороха могут использовать для руководства и ускорения улучшения урожая.

 

Теперь Ченг объединился с коллегами из JIC, чтобы значительно расширить каталог вариаций. JIC имеет историческую связь с Менделем: в начале 20 века его первый директор, генетик-новатор Уильям Бейтсон, помог распространить открытия Менделя и отдал приоритет исследованиям генетики гороха. С тех пор он собрал несколько тысяч сортов гороха, в том числе с Ближнего Востока, где эта культура была одомашнена, а также из Эфиопии и Гималаев, двух других горячих точек разнообразия, собрав большую и разнообразную коллекцию.

 

Вместе AGIS и JIC секвенировали около 700 сортов гороха, охватывая все разнообразие коллекции. Это дало 155 миллионов SNP, которые они сопоставили с физическими признаками растений, что позволило им сузить местоположение важных генов. «Это большое достижение для гороха», — говорит Том Варкентин, селекционер растений из Университета Саскачевана.

 

Среди этих генов есть гены для трех оставшихся признаков Менделя: цвет стручка гороха, расположение цветов и съедобность стручков. «Мы наконец-то дали ответ на эту 160-летнюю загадку», — говорит Ченг. Новые данные показывают, например, что желтые стручки появляются у растений с отсутствующей ДНК рядом с геном, участвующим в производстве хлорофилла. Группа Ченга считает, что дефектная РНК, транскрибированная из этого участка ДНК, мешает синтезу хлорофилла, что приводит к бледности стручков.

 

Это конкретное понимание может не привести напрямую к улучшению гороха, но другие, вероятно, приведут. Возьмем генетическую основу для усиков . Переплетаясь, эти измененные листочки помогают растениям гороха оставаться в вертикальном положении и значительно облегчают сбор урожая. В 1980-х годах селекционеры вывели сорта с обильными усиками, признаком, контролируемым геном под названием afila . Но те же самые аллели afila , которые заставляют растения гороха отращивать больше усиков и меньше листьев, также могут снижать урожайность, каким-то образом удаляя соседние гены, которые влияют на количество и вес семян. Выявив, где именно в геноме начинаются и заканчиваются делеции, Ченг и его коллеги надеются помочь селекционерам выбрать аллели afila , которые не удаляют фланкирующие гены.

 

Многие другие признаки гороха определяются несколькими генами, и здесь геномные карты с обильными маркерами также помогут селекционерам опираться на наследие Менделя, говорит Варкентин. «Все эти разработки пополняют арсенал селекционеров растений».

 
 

 
 
Николаева Мария Опубликовано в Наука
Читайте также
Новое исследование выявило причину, по которой стареющий организм мерзнет Новое исследование выявило причину, по которой стареющий организм мерзнет Четверть старых мышей погибли в течение двух дней после перемещения в холодное помещение, в то время как мыши, страдающие ожирением из-за высокожировой диеты, выжили в течение недели в тех же…
Телескоп JWST обнаружил ранее не наблюдавшийся во Вселенной «запрещенный» сигнал Телескоп JWST обнаружил ранее не наблюдавшийся во Вселенной «запрещенный» сигнал Одна из важнейших молекул во Вселенной десятилетиями скрывала свой свет. Это основа практически всей межзвездной химии в газовой фазе, включая образование сложных органических молекул, составляющих компоненты жизни. Его название —…
На древнейших глиняных фигурках Ближнего Востока найдены отпечатки пальцев детей На древнейших глиняных фигурках Ближнего Востока найдены отпечатки пальцев детей Некоторые из древнейших известных глиняных фигурок из Юго-Западной Азии были изготовлены не только взрослыми. Сохранившиеся на них отпечатки пальцев свидетельствуют о том, что дети также лепили и раскрашивали их —…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 29 БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 29 БПЛА Российские средства ПВО перехватили и уничтожили в течение прошедшей ночи над регионами РФ 29 украинских БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России. Как уточнили в ведомстве, силы ПВО сбили БПЛА…
Шуваев: за сутки в Белгородской области три человека погибли, восемь пострадали Шуваев: за сутки в Белгородской области три человека погибли, восемь пострадали Белгородская область за минувшие сутки была атакована ВСУ 110 раз, ударам подверглись Белгород и 14 муниципальных округов. В результате 3 человека погибли, 8 пострадали, сообщил губернатор Александр Шуваев. "За минувшие…
Президент Путин помиловал блогера Лерчек Президент Путин помиловал блогера Лерчек Президент РФ Владимир Путин подписал указ о помиловании борющейся с раком блогера Лерчек, осужденной на условный срок по делу о незаконных многомиллионных переводах за границу. Документ опубликован на официальном портале…
Тема дня
Русских волков оговорили в деле о пропаже в Финляндии «оленей Санты-Клауса»  Русских волков оговорили в деле о пропаже в Финляндии «оленей Санты-Клауса» 

Очередной русофобский миф разоблачен в Финляндии. В ходе расследования выяснилось, кто на самом деле...

Фото
Всплески горообразования могли быть причиной появления на Земле сложной жизни Всплески горообразования могли быть причиной появления на Земле сложной жизни

В истории Земли было два особенно значимых периода активного горообразования, и, что примечательно, ...

Опрос

Станет ли «операция в Алешках» началом чего-то большего?

 

Анекдот дня

Эксперт не исключил также, что существует вероятность, когда при возникновении сочетания некоторых условий могут возникнуть предпосылки для развития того или иного сценария из широкого спектра возможных. Хотя не надо огульно отбрасывать и множенство других потенциальных вариантов.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".