Ученые изучили секреты генома кукурузы

Ученые сумели получить подробный геном кукурузы и изучить генетические отличия нескольких сортов и генетических линий этого, важного для многих отраслей, растения, что поможет в будущем с новых позиций решать проблемы производства продовольствия, получения биотоплива и корма для скота, уверены авторы серии публикаций, вышедших сегодня в журналах Science и PLoS Genetics.

Первый "черновой" геном одной из генетических линий кукурузы был опубликован около полутора лет назад, и только теперь ученые сумели "закрыть" все пробелы и получить полную картину строения генома кукурузы, а также изучить принципы эволюции сортов этого растения и получить детальные представления о том, как функционируют некоторые гены этого культурного растения.

Геном кукурузы, как выяснилось, состоит из 2,3 миллиардов пар букв ДНК, и несет на себе 32,5 тысячи генов, что примерно на треть больше, чем в человеческом геноме.

Кроме подробного анализа генома одной из генетических линий кукурузы, ученые составили так называемую карту гаплоидных групп кукурузы, которая отражает различия между сортами и генетическими линиями этого растения. Эта карта, в частности, показывает генетические особенности 27 сортов кукурузы, развитие которых происходило в различных географических регионах.

"Очень важно, что в рамках проекта "геном кукурузы" мы не только сумели получить детальный геном этого растения, но и сумели использовать геном одной из генетических линий в качестве генома сравнения, что позволяет нам теперь сравнивать различные сорта, в том числе вновь выводимые, между собой", - прокомментировал исследование Ричард МакКомби (Richard McCombie), один из ведущих научных сотрудников лаборатории в Колд Спринг Харбор, США, слова которого приводит пресс-служба этой организации.

Ученые уже обнаружили, что геном кукурузы содержит в себе большое количество мобильных перемещаемых элементов, названных транспозонами, которые могут копировать и вставлять самих себя в самые разные участки генома. Это делает сорта кукурузы очень разнообразными с генетической точки зрения - разные сорта кукурузы, как выяснили ученые, отличаются друг от друга в большей степени, чем человек отличается от шимпанзе - нашего ближайшего родственника.

Генетики выяснили, что несколько миллионов лет назад геном кукурузы в ходе эволюции был удвоен и содержал 20 хромосом, а затем претерпел "обратную эволюцию" и вновь вернулся к 10 хромосомам.

Этот прием приспособления растений к окружающим условиям уже известен ученым, и, по мнению генетиков, позволяет им быть генетически более "гибкими" по отношению к внешним условиям, в которых происходит эволюция на протяжении длительных в геологическом масштабе периодов времени.

В дальнейшем ученые планируют углубить свои познания в работе генома кукурузы с тем, чтобы наилучшим образом использовать этот вид в сельскохозяйственных, продовольственных и промышленных нуждах.

Для этого исследователям придется понять принципы работы каждого гена и выявить их влияние на устойчивость кукурузы к засухам и глобальному изменению климата, продуктивность в качестве корма для скота и источника продовольствия для людей. а также сырья для производства биотоплива.