Китайские и немецкие учёные полностью расшифровали геном картофеля

Это помогло ученым раскрыть историю эволюции этого корнеплода и выделить ключевые участки ДНК, связанные с ростом и стойкостью к болезням.

Исследователи из Китая и Германии впервые полностью расшифровали геном картофеля, что помогло им раскрыть историю эволюции этого корнеплода и выделить ключевые участки ДНК, связанные с ростом и стойкостью к болезням. Об этом в четверг сообщила пресс-служба немецкого Института селекции растений (IPZ).

«Расшифровка генома картофеля позволит нам запустить высокоэффективные программы по селекции этого корнеплода, которые позволят создать новые сорта, обладающие высокой урожайностью и при этом стойкие к глобальному потеплению, что станет критически важным в ближайшие десятилетия», — заявил профессор IPZ Корбиниан Шнеебергер, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Выращиванию картофеля мешают многие грибковые и бактериальные болезни, а также различные беспозвоночные вредители, такие как колорадский жук и нематоды. Ученые и селекционеры пытаются бороться с ними, создавая новые сорта обычного и генно-модифицированного картофеля, лишь небольшая часть которых используется в сельском хозяйстве, так как данный корнеплод плохо поддается селекции.

Профессор Корбиниан Шнеебергер и его коллеги получили потенциальное решение для этой проблемы в рамках масштабного проекта, направленного на полную расшифровку генома картофеля. В прошлом, ученые уже пытались получить эти сведения, однако этому мешало крайне сложное устройство генома картофеля — он состоит из четырех идентичных наборов хромосом, содержащих в себе большое число повторов.
Расшифрованный геном картофеля

Новые технологии секвенирования ДНК и алгоритмы анализа генетической информации помогли немецким и китайским генетикам решить эту задачу для распространенного в Европе сорта «Отава». Для расшифровки генома этой разновидности картофеля ученые собрали большое число зерен ее пыльцы, чей генетический материал содержит в себе лишь две, а не четыре копии хромосом.

Подобный подход значительно упростил задачу, но при этом он потребовал расшифровки очень большого числа фрагментов ДНК и их последующего объединения при помощи компьютерных алгоритмов. В конечном итоге ученые получили виртуальную копию полного генома картофеля, который состоит из примерно 3,1 млрд. генетических «букв»-нуклеотидов и содержит в себе свыше 38 тыс. генов.

Последующий анализ их структуры раскрыл непростую эволюционную историю картофеля. В частности, ученые обнаружили, что этот корнеплод относительно недавно пережил удвоение генома в результате близкородственного скрещивания. Вдобавок, ученые раскрыли необычные различия в уровне активности копий одних и тех же генов, расположенных в разных хромосомах, потенциально влияющие на эффективность скрещивания разных сортов картофеля.

Эти сведения, как надеются ученые, помогут вывести новые сорта данного корнеплода или модифицировать его геном таким образом, что картошка будет быстрее расти, лучше сопротивляться фитофторе и другим болезням, а также будет менее подверженной действию засух и высоких температур воздуха.