Бобы фава выращивают тысячи лет: они богаты белком и обогащают почву азотом, поэтому в Европе их считают альтернативой сое. Однако многие сорта не выдерживают зимних заморозков.
Ученые из Института генетики растений и исследований сельскохозяйственных культур имени Лейбница нашли способ решения этой проблемы. Сначала они значительно улучшили эталонный геном бобов — создали подробную карту ДНК с помощью разных методов, включая оптическое картирование. Новая версия генома содержит меньше пробелов и точно привязана к шести хромосомам, что упрощает поиск генов, отвечающих за важные свойства растения.
Затем исследователи сравнили геномы более 400 линий бобов (озимых и яровых) и проанализировали связь участков ДНК с конкретными признаками. Главной целью было выяснить, какие гены помогают растениям переносить холод.
Оказалось, что различие между зимними и летними сортами во многом определяет один вариант гена в конкретном участке генома. Если он есть, растение выдерживает морозы, если нет — остается чувствительным к холоду.
В этом участке расположены гены группы CBF/DREB, которые у многих растений отвечают за реакцию на низкие температуры. При похолодании они запускают защитную программу: меняется обмен веществ, клетки становятся устойчивее к замерзанию. Эксперименты подтвердили: при охлаждении активность этих генов резко возрастает.
Кроме того, тот же участок генома влияет на стабильность урожая в разных условиях, то есть один генетический механизм отвечает сразу за зимостойкость и стабильную урожайность.
Эти данные помогут ускорить выведение новых озимых сортов бобов. Их урожайность в Европе примерно на 50% выше, чем у яровых. Такие сорта могут стать важным местным источником растительного белка и снизить зависимость от импорта сои.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что генная инженерия повысила урожайность риса без удобрений.
