Исследователи Университета штата Вашингтон обнаружили «самый знаменитый ген пшеницы», который может быть использован для передачи ценных генов от других растений пшенице.
Это открывает для селекционеров возможности выведения сортов пшеницы с большей сопротивляемостью болезням и вредителям, может уменьшить потери урожая и сократить использование пестицидов.
«Главным достоинством этого гена является то, что он обладает огромным потенциалом для применения», — сказал профессор Кальвиндер Гилл.
Около 35 миллионов лет дикие предки пшеницы обменивались генами в результате случайного скрещивания друг с другом. Но с появлением сельского хозяйства и выращивания пшеницы 10 000 лет назад генетическая структура растений изменилась. Вместо диплоидной, с двумя наборами хромосом, как у человека и большинства других живых существ, пшеница стала полиплоидной.
Начиная с 1958 года, всего через пять лет после открытия структуры двойной спирали ДНК, ученые подозревали, что определенный ген контролирует упорядоченное соединение хромосом пшеницы во время воспроизводства.
«Если бы этого гена не было, то в ядре был бы хаос, — сказал Гилл. — Шесть хромосом соединились бы друг с другом, а иногда и пять хромосом шли бы в одну клетку, приводя к стерильности растения. Благодаря этому гену пшеница может быть плодородной. Без него злак был бы более похож на сахарный тростник, у которого в ядре беспорядок, и он может размножаться только вегетативно».
Интерес к гену, названному Ph1, породил десятки научно-исследовательских работ, что принесло ему славу «самого знаменитого гена пшеницы».
В 2006 году британские исследователи в журнале «Nature» заявили, что они идентифицировали этот ген.
«В этой работе, — сказал Гилл, — мы показываем, что их ген не Ph1». Зная, что эти слова могут вызвать споры, Гилл и его коллеги провели год, повторяя эксперименты, которые привели их к твердому заключению. Теперь они идут дальше.
Их первая попытка заключается в переносе гена из дикого родственника пшеницы для выработки резистентности к желтой ржавчине, которая считается наиболее разрушительным патогенном пшеницы.
Фактический обмен генетическим материалом похож на тот, что происходит в природе, только при содействии технологии он быстрее. Включая перенос гена в общий селекционный процесс, исследователи могут вывести новый сорт за пять лет.
«Если мы позволим пшенице развиваться еще несколько миллионов лет в дикой природе, может быть, она и разовьет достаточно вариаций, но у нас нет на то времени, — сказал Гилл. — Мы должны решить эту проблему сегодня».