Найден ключ к созданию агрокультур нового поколения

Новый путь к созданию более урожайных и устойчивых к болезням сортов сельхозкультур, в частности риса, предложили генетики ФИЦ Биотехнологии РАН. Об этом сообщили в Российском научном фонде (РНФ).

Как объяснили эксперты фонда, генетический код растений полон повторяющихся фрагментов ДНК, которые могут располагаться друг за другом или быть разбросаны по всему геному.

Разбросанные (так называемые "прыгающие гены") влияют на работу других генов и играют важную роль в эволюции растений, их устойчивости к болезням и неблагоприятным условиям окружающей среды. Встраивание в них генов других организмов является перспективным направлением для получения новых сортов культур.

В ходе жизнедеятельности "прыгающие гены" сильно меняются (мутируют), и существующие компьютерные программы перестают их видеть, что мешает последующему редактированию. Для решения этой проблемы ученые Федерального исследовательского центра "Фундаментальные основы биотехнологии" РАН (Москва) разработали подход, использующий математические "таблицы", которые постепенно уточняются, сравниваясь с реальными участками ДНК.

Авторы подтвердили, что в отличие от традиционных подходов, их метод способен обнаруживать даже сильно измененные (мутировавшие) повторы. Проанализировав с помощью нового алгоритма геном риса посевного (Oryza sativa), они выявили 992 739 повторов, относящихся к 79 разным семействам. Это на 56 процентов больше, чем количество повторов, выявленных широко используемым биологами алгоритмом EDTA (Extensive de-novo TE Annotator). При этом повторы составили 66 процентов всего генома риса, что также превосходит предыдущие оценки.

По словам Короткова, чтобы решить задачу выведения новых сортов риса, нужно понимать устройство генома риса и найти в нем все мобильные генетические элементы. Коллективу ФИЦ удалось обнаружить большое количество ранее неизвестных последовательностей, что поможет в поиске удачных мест встраивания генов других организмов в геном риса и в создании новых сортов.

В дальнейшем ученые планируют применить разработанный подход к другим сельскохозяйственным растениям, а также попытаться сделать метод еще более чувствительным. В их планах — создание базы данных найденных дисперсных повторов в различных растениях, которая будет открытой для международного сообщества и проведения экспериментальных исследований.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Rice Science.