Биологи Сибирского федерального университета (СФУ) вместе с коллегами из США, Канады и Германии изучили генетическую основу устойчивости ладанной сосны к засухе. &13; Ладанная сосна - один из наиболее экономически значимых видов хвойных, ее древесину используют в разных областях промышленности.

​Результаты работы опубликованы в журнале BMC Genetics. Исследования поддержаны Pine Integrated Network: Education, Mitigation, and Adaptation Project (PINEMAP).
 
Ладанная сосна — один из основных источников деловой древесины во всем мире. Ее используют в жилищном и производственном строительстве, в судо- и вагоностроении, в мебельной промышленности, для изготовления телеграфных столбов, рудничных стоек, железнодорожных шпал.
 
Древесина ладанной сосны отличается высокой прочностью и не гниет. Так, это растение очень важно в промышленности, а потому необходима разработка методов отбора еще на стадии семян и саженцев, а также выведение сортов, обладающих повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам, например, к засухе.
 
В своей работе ученые планировали выявить гены, изменчивость которых связана с адаптивными признаками ладанной сосны, а также влияющих на экспрессию (проявление) генетической информации и уровень метаболитов.
 
Для этого они применили полногеномный подход, описав последовательность нуклеотидов всех экзонов организма, то есть участков ДНК, кодирующих белки.
 
В качестве маркеров биологи использовали однонуклеотидные полиморфизмы – отличия двух последовательностей на один нуклеотид, возникающие в результате точечных мутаций и устойчиво передающиеся из поколения в поколение.

Столь незначительное, на первый взгляд, изменение способно кардинально повлиять на организм.

Проект полноэкзомного секвенирования генома ладанной сосны (в рамках генетической части проекта PINEMAP) позволил использовать более 2,8 млн однонуклеотидных полиморфизмов и выделить среди них те, что связаны с адаптивными свойствами растения. Ученые сумели найти соответствие между изменчивостью исследованных однонуклеотидных полиморфизмов и экспрессией ряда генов, а также соответствующих последним признаков растения.

В результате получились генные сети, анализ которых позволил выявить ключевые гены, отвечающие за адаптацию к разнообразным факторам окружающей среды, в том числе к засухе.

 «Впервые в мире использовано почти 3 млн маркеров ДНК, представляющих более сорока тысяч генов ладанной сосны — наиболее экономически ценного вида древесных в мире — для изучения связей с экспрессией генов, отвечающих за важные адаптивные и селекционные признаки», — рассказывает Константин Крутовский, ведущий научный сотрудник Института общей генетики имени Н. И. Вавилова Российской Академии Наук, руководитель лаборатории лесной геномики Сибирского Федерального Университета, профессор Техасского А&М университета (США) и Гёттингенского университета (Германия).

В исследовании принимали участие биологи Техасского А&М университета (США), Университета Калгари (Канада) и Центра сельскохозяйственных исследований департамента сельского хозяйства США.


Похожие новости

  • 21/01/2019

    Ученые исследовали биологическую активность углеродных наноструктур

    ​​Ученые Института биофизики Сибирского отделения Российской академии наук и Сибирского федерального университета исследовали биологическую активность углеродных наноструктур искусственного и естественного происхождения.
    1428
  • 15/08/2017

    К чему ведет редактирование генома

    ​Недавно в журнале Nature была опубликована статья, рассказывающая об успешном исправлении мутации в ДНК человеческого зародыша при помощи геномного редактора CRISPR/Cas9. Возможность устранения ошибок в геноме ведет к абсолютно новой ситуации, которая разворачивается на наших глазах.
    1351
  • 14/07/2017

    Ученые СФУ будут отслеживать изменения климата по кольцам тибетских деревьев

    ​Международная группа исследователей с участием российских ученых из Сибирского федерального университета (СФУ) разработала эффективный метод оценки влияния климатических изменений на развитие растений, основанный на математическом моделировании, сообщила пресс-служба СФУ.
    1245
  • 03/07/2019

    Биолюминесцентные тесты откроют дорогу нанометериалам в медицину

    ​Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» разработали новое перспективное применение биолюминесцентных биотестов: с их помощью можно исследовать свойства наноструктурных материалов. Используя методы, основанные на свечении морских бактерий и их ферментативных реакций, специалисты оценили и сравнили токсичность и антиоксидантную активность наночастиц — фуллеренолов, водорастворимых производных фуллеренов, и выяснили, что эти свойства зависят от количества кислородсодержащих заместителей на их поверхности.
    329
  • 27/08/2019

    В Красноярске состоится Первая международная конференция «Аптамеры в России 2019»

    ​В Красноярске 27-29 августа на базе двух учреждений ФИЦ КНЦ СО РАН и КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого начнет работу первая Международная конференция, посвященная  актуальным вопросам селекции, изучения и применения синтетических аналогов антител – аптамеров, которые являются новыми и перспективными средствами диагностики и терапии заболеваний.
    406
  • 26/01/2018

    Ученые установили, что раковые клетки можно удалять с помощью золотых наночастиц и тепла

    ​Российские и канадские ученые разработали способ адресного разрушения раковых клеток с помощью наночастиц золота и теплового воздействия. Доставку терапевтических наночастиц к опухоли осуществляют специальные молекулы.
    1455
  • 26/09/2018

    Разработан эффективный способ получения бактериальной целлюлозы

    ​Российские ученые разработали эффективный способ производства бактериальной целлюлозы из штамма чайного гриба. Они определили условия и методы выращивания бактерий, которые позволяют получить большее количество пленок этого вещества.
    761
  • 14/12/2018

    Красноярские ученые оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки

    ​Экологи из Сибирского федерального университета (СФУ) оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки и изучения климата прошлого. Исследование поддержано грантами Российского научного фонда (1, 1).
    1368
  • 23/08/2019

    Ученые разрабатывают светящиеся белки для поиска раковых клеток в организме

    ​Международная группа исследователей, в которую вошли представители Сибирского федерального университета (СФУ, Красноярск), разрабатывает специальные белки, способные в составе медицинских препаратов определять в организме раковые клетки и сигнализировать о них свечением под лучами ультрафиолетовой лампы или лазера.
    813
  • 15/12/2017

    Академик Андрей Дегерменджи: жизнь в астероиде позволит снять целый комплекс проблем

    ​Андрей Георгиевич Дегерменджи - советский и российский ученый-биофизик, академик РАН (2011). Директор Института биофизики СО РАН с 1996 года - об исследованиях красноярских ученых  и системе жизнеобеспечения в экстремальных условиях .
    1208