Российские ученые изучили несколько гибридов пшеницы и дикого пырея, необычайно стойкие к преждевременному прорастанию, и нашли в их ДНК ген, который отвечает за предуборочное прорастание. Перенос этого гена в геном культурной пшеницы может значительно повысить ее урожайность. О своем открытии исследователи написали в журнале PLoS One.
«Эти данные можно использовать для переноса гена обычными методами селекции в пшеницу, то есть создавать сорта обычной пшеницы, устойчивые к предуборочному прорастанию, используя генетический потенциал дикорастущих сородичей», – рассказывает Геннадий Карлов, руководитель Центра молекулярной биотехнологии РГАУ-МСХА имени Тимирязева.
Одним из главных «врагов» урожая злаковых культур, помимо насекомых-вредителей и грызунов, являются осенние дожди и туманы. Они заметно уменьшают урожай по одной простой причине – при контакте с дождевыми каплями и туманом часть спелых зерен начинает прорастать прямо внутри колоса. Это заметно снижает качество муки и не позволяет агрономам использовать многолетние гибриды пшеницы и пырея, дикого родича культурных злаков, особенно подверженных подобной проблеме, пишет РИА Наука.
Карлов и его коллеги сделали первый шаг к решению этой проблемы, открыв несколько гибридных сортов злаков в коллекции Главного ботанического сада РАН, которые почти не прорастают внутри колосьев при контакте с водой.
Для этого ученые высадили ростки 87 гибридов пырея на обычном поле, дождались их созревания и поместили часть их зерен в особую камеру, в которой были созданы «идеальные» условия для преждевременного прорастания. Это позволило им отобрать те семена, которые меньше всего были подвержены этой проблеме, расшифровать их ДНК и найти гены, связанные с этим свойством.
Как показали эти эксперименты, вероятность прорастания зерен сильнее всего зависела от того, как был устроен ген Vp-1, отвечающий за рост зародыша пшеницы и других злаков на последних стадиях его развития. Самая редкая из его разновидностей, ThVp-1d, встречающаяся у примерно 15% злаков, сильнее всего защищала гибриды пшеницы и пырея от прорастания.
Этот ген, как отмечают ученые, можно перенести в ДНК сортовой пшеницы как при помощи генных модификаций, так и при помощи обычного скрещивания. Подобные злаки, по их словам, будут более урожайными и более стойкими к непогоде, чем их предшественники.
Вдобавок, дальнейшее изучение этих гибридов и улучшение их свойств позволит реализовать давнюю мечту советских селекционеров – вывести многолетний сорт злаков, который будет обладать всеми лучшими качествами пырея и культурной пшеницы и при этом не будет иметь их недостатков.
