Биологи из Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева, Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН и ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии РАН оценили устойчивость различных сортов гибрида пшеницы и пырея к предуборочному прорастанию и нашли связанный с ней ген. Исследование поможет вывести новые сорта, зерна которых не будут прорастать в колосе, и получать более высокие урожаи. Результаты работы опубликованы в журнале PLOS ONE. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ). 


Уборку урожая и переработку пшеницы значительно осложняет предуборочное прорастание: если зрелые зерна оказываются во влажной среде (из-за сильных дождей, тумана или обильной росы), то они могут начать прорастать в колосьях, а это снижает качество зерна и муки. С этой проблемой сталкиваются и те, кто работает с гибридами пшеницы и злакового растения пырея. Эти гибриды многолетние, живущие более двух лет, что дает экономические преимущества, но пока они не могут конкурировать с обычной пшеницей в том числе и потому, что подвержены предуборочному прорастанию.

Авторы исследования сравнили свойства 87 гибридов пшеницы и пырея, выведенных в Главном ботаническом саду им. Н.В. Цицина РАН, изучали растения на устойчивость к предуборочному прорастанию. Для этого ученые создавали идеальные условия для прорастания зерен. Гибриды выращивали в поле, а в период созревания зерна собирали и помещали в специальные влажные камеры в помещении лаборатории. За прорастанием зерен ученые наблюдали в течение месяца, их интересовало, с какой вероятностью и как быстро будут прорастать различные сорта. Количество проросших зерен считали в течение первых семи дней после помещения в камеру.

Более ранние исследования показали, что устойчивость к предуборочному прорастанию связана с различными вариациями гена Viviparous-1 (Vp-1), регулирующего также поздние этапы развития эмбриона у кукурузы, однако, для пшенично-пырейных гибридов эту связь не исследовали. Авторы работы клонировали ген у дикорастущих сородичей пшеницы, секвенировали (прочитали последовательность его составных частей) и изучали варианты этого гена у пшенично-пырейных гибридов. Они выделили четыре генетических вариации: ThVp-1a (встретилась у 41% растений), ThVp-1b (13%), ThVp-1c (29%) и ThVp-1d (15%). Последняя их них у гибридов давала значительно большую устойчивость к прорастанию, чем остальные.

"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", - рассказал один из авторов работы, руководитель Центра молекулярной биотехнологии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева Геннадий Карлов. Подобные методы применяются для выведения сортов пшеницы, устойчивых к различным болезням и неблагоприятным условиям среды.

Также результаты исследования можно использовать при выведении сортов многолетней пшеницы (обычно это пшенично-пырейные гибриды) и повышении ее конкурентоспособности по сравнению с обычной пшеницей.


Похожие новости

  • 26/12/2016

    Российские генетики разработали методику поиска ключей для подавления ВИЧ

    ​Генетики из Института иммунологии и Московского университета придумали способ, который позволит быстро выделить гены и белки, которые ВИЧ использует для заражения человеческих клеток и размножения внутри них, и найти антитела, блокирующие их работу, говорится в статье, опубликованной в Journal of Immunological Methods.
    826
  • 05/04/2018

    Российские ученые создали первый «настоящий» 3D-принтер

    ​Российские биологи и физики создали уникальные наночастицы, позволяющие печатать трехмерные структуры произвольной формы и любых размеров в один присест с помощью обычного инфракрасного лазера.
    191
  • 17/01/2018

    Российским химикам удалось снизить порог обнаружения онкопрепаратов в опухолевых тканях

    Ученым удалось в 10 раз снизить порог обнаружения онкопрепаратов в раковых клетках. Работа выполнена в Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН. Применение этого открытия позволит анализировать воздействие лекарств на отдельные фрагменты опухоли и разрабатывать программы индивидуальной терапии для онкобольных.
    288
  • 30/05/2017

    Российские биохимики смоделировали фотосинтезирующий комплекс цианобактерий

    ​В Институте физиологии растений имени К.А. Тимирязева (ИФР) РАН изучили строение фикобилисомной антенны цианобактерий – макромолекулярного комплекса, ответственного за фотосинтез в клетках бактерий.
    528
  • 26/10/2016

    Михаил Котюков: Россия получает от возможного урожая только 25 процентов

    ​26 октября открывается Общее собрание РАН, где будут обсуждаться научные основы развития сельского хозяйства, а также проблемы импортозамещения. Накануне об этом корреспондент РГ беседовал с руководителем Федерального агентства научных организаций Михаилом Котюковым.
    1459
  • 15/11/2017

    Лауреаты Демидовской премии 2017 года

    ​14 ноября 2017 года в 15:00 в зале Президиума РАН состоялось традиционное чаепитие, посвященное презентации новых лауреатов Демидовской премии 2017 года, которое провел научный обозреватель Владимир Губарев.
    559
  • 16/03/2018

    Компьютерная программа выжмет максимум нефти из земли

    ​Необычная компьютерная программа использует довольно простую основу, созданную в 1956 году, но при этом может то, что недоступно более сложным современным алгоритмам. Ученые из Института динамики геосфер, Института физики Земли, Почвенного института РАН и МГУ имени М.
    230
  • 08/04/2016

    Российские ученые изучили атеросклеротические изменения сосудов

    ​Группа ученых из МГУ исследовала генетические механизмы, стоящие за развитием атеросклеротических изменений сосудов. Полученные результаты потенциально имеют практическое значение для оценки риска возникновения инфаркта миокарда.
    1178
  • 27/02/2017

    Иван Звягин: персональная медицина будет слишком дорогой для людей

    ​Научный сотрудник Института биоорганической химии РАН Иван Звягин рассказал о том, какие проблемы стоят на пути "наук о жизни" в России и коммерциализации их результатов, почему персональная медицина пока остается мечтой и о том, почему медицинские стартапы нередко проваливаются.
    938
  • 30/01/2017

    Заживляющие раны клетки будут расти быстрее

    ​Группе российских ученых удалось разработать принципиально новый и недорогой метод ускорения роста клеток с помощью наночастиц диоксида церия. Именно медленный рост клеток в лабораторных условиях до сих пор ограничивал ученых и делал лечение клеточными препаратами дорогостоящим и малодоступным.
    1088