Исследователи Центра Джона Иннеса использовали недавно доступную карту генома гороха, чтобы определить основную генетическую последовательность, ответственную за мутации растений гороха с высоким содержанием железа.
Портал AgroXXI.ru ознакомился с открытием британские исследований, которое ведет к производству гороха, биообогащенного железом, опубликованного в The Plant Journal и в John Innes Centre.
Профессор Яннеке Балк, руководитель группы в Центре Джона Иннеса и автор исследования, говорит: «Наша работа открывает ряд интригующих возможностей, но, вероятно, самым захватывающим результатом является то, что знание этих мутаций может послужить основой для стратегий редактирования генов, чтобы увеличить содержание железа в широком спектре культур».
Открытие может помочь решить постоянную проблему дефицита железа – проблемы со здоровьем, которая особенно затрагивает девочек и женщин в Великобритании и других частях мира. Эта проблема, вероятно, усугубляется для тех, кто придерживается вегетарианской диеты.
Железодефицитная анемия — состояние, при котором недостаток железа в организме приводит к уменьшению количества эритроцитов, которые помогают хранить и переносить кислород.
Исследователи Центра Джона Иннеса применили метод секвенирования РНК, который ищет гены, экспрессируемые в растениях гороха с высоким содержанием железа, и сравнивает их с растениями, имеющими нормальный уровень железа.
Используя методы компьютерного картирования и эксперименты с растениями, группа доктора Балка определила точные мутации и их расположение в геноме гороха.
Выявив мельчайшие изменения в генетическом коде, которые вызвали эти фенотипы с высоким содержанием железа, исследование открыло новые возможности для биофортификации – повышения пищевой ценности продуктов питания.
Возможные коммерческие применения включают разведение побегов гороха с содержанием в 10 раз больше железа или добавок с естественной, более биодоступной формой железа без некоторых побочных эффектов, связанных с добавками железа, полученными химическим путем.
Еще более захватывающим является то, что знание этих генов, которые высоко консервативны во всем царстве растений, может помочь биофортифицировать другие культуры, такие как пшеница и ячмень, с помощью редактирования генов и других современных методов селекции.
Две линии гороха с высоким содержанием железа сыграли решающую роль в исследованиях в течение последних 30 лет, чтобы лучше понять, как растения транспортируют железо из корней и делают его доступным для других органов, включая семена.
Растения должны регулировать поглощение железа, потому что его избыток смертелен. Ценность выявленных мутаций заключается в том, что они поддерживают высокий уровень накопления железа, но не настолько, чтобы железо становилось очень токсичным для растения.
Эти мутации были в центре Джона Иннеса давней загадкой. Из-за большого размера генома гороха исследователи не смогли обнаружить мутации, вызывающие накопление железа. Однако 4 года назад был составлен первый вариант полной последовательности генома гороха, и это очень помогло профессору Балк и ее команде.
«Две мутации с высоким содержанием железа, лежащие в центре этой давней генетической загадки, были созданы в 1990-х годах двумя разными исследовательскими группами, в Германии и США. Вскоре после того, как они опубликовали свои результаты, группы пожертвовали часть семян гороха Отделу ресурсов зародышевой плазмы, национальному ресурсу, базирующемуся в Центре Джона Иннеса. Запасы семян поддерживались и сохранялись жизнеспособными на протяжении нескольких десятилетий. Это было важно для успеха нашего исследования, потому что семена одного из мутантов теряют жизнеспособность через пару лет. Поэтому работа также показывает ключевую роль банков семян и сохранения исторических коллекций», заключил профессор Балк.
Фото: Анна Медведева, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.