Пшенице вернули потерянный ген

Австралийские ученые установили ген устойчивости к высокому содержанию соли, утраченный пшеницей в процессе одомашнивания, и ввели его в современные сорта. Полученный гибрид стал расти на соленых почвах и давать на четверть больше урожая. Результаты работы исследователей публикуетжурнал Nature Biotechnology.

Биологи сравнили геном Triticum monococcum, дикого родственника современной пшеницы, с геномами современных культивируемых сортов, а также с геномами риса и классического модельного растения ботаников - Arabidopsis thaliana. Оказалось, что все современные сорта пшеницы - и твердые, и мягкие (различные в генетическом плане) - не имеют гена TmHKT1;5-A.

Чтобы установить функцию потерянного гена, исследователи перенесли его в модельные организмы. Биологи изучили свойства дрожжей и яйцеклеток лягушки, которые несут на своей поверхности белок, кодируемый этим геном, и установили, что рост таких организмов сильно меняется в солевой среде. Оказалось, что ген TmHKT1;5-A кодирует трансмембранный белок-транспортер, специфически переносящий ионы натрия.

Кодируемый геном дикой пшеницы белок не дает ионам натрия проникать в сосудистую систему растения, которая перекачивает воду от корней к листьям. Растения, не имеющие этого гена, накапливают в листьях соль, что ведет к замедлению фотосинтеза и остановке роста. У мягких сортов пшеницы (из них делают хлеб) есть другие гены, частично компенсирующие этот недостаток, но вот пшеницы твердых сортов (идущие на макароны и кус-кус) на соленых почвах растут очень плохо.

Когда исследователям удалось ввести в современную твердую пшеницу потерянный ген устойчивости, она стала на четверть продуктивнее на соленых почвах. Авторы особо подчеркивают, что процесс переноса гена был осуществлен классическими методами скрещивания, что формально не позволяет отнести полученный сорт к генетически модифицированным организмам.