Ученые полностью расшифровали геном сои

Ученые расшифровали геном сои, что поможет в будущем вывести новые сорта растения, которые станут устойчивыми к болезням, полезнее и питательнее, а также более пригодными для производства биотоплива и кормов для животных, сообщается в статье исследователей, опубликованной в сегодняшнем выпуске журнала Nature.

"Расшифровка генома сои открывает возможности для улучшения этого растения, необходимые для производства энергии, пищи для людей и животных и соблюдения экологического баланса при ведении сельского хозяйства по всему миру ", - сказала Анна Палмизано (Anna Palmisano), заместитель директора Объединенного института генома при Департаменте энергетики США, слова которой приводит пресс-служба организации.

Геном сои вида Glycine max стал первым полностью расшифрованным геномом для более чем 20 тысяч видов бобовых растений, и теперь будет использоваться учеными в качестве образца для сравнения при расшифровке геномов других растений.

Выбор ученых пал на это растение в связи с тем, что соя - важнейшая сельскохозяйственная культура и обладает рядом уникальных отличий от других культивируемых растений. Она не только обладает большими семенами, очень богатыми белками и растительными жирами, но и способна к симбиозу с азотофиксирующими бактериями, благодаря чему это растение может синтезировать свои собственные уникальные белковые молекулы.

Такое обстоятельство делает важным изучение истории эволюции как этого вида, так и других видов бобовых растений.

Ученые показали, что соевая ДНК состоит из более чем миллиарда пар азотистых оснований (букв ДНК) среди которых ученые уже сумели выделить более 40 тысяч различных генов.

В работе по расшифровке генома сои принимало участие более 40 специалистов из 18 различных организаций на территории США и Японии. Авторы исследования установили, что в ходе своей эволюции соя претерпела два явления удвоения своего генетического кода. Это явление представляет собой копирование ДНК и удваивание всех генов организма. Таким образом у растения появляются лишние копии уже имеющихся генов. Удвоения ДНК в истории эволюции сои произошли примерно 59 миллионов лет назад, на заре появления этого растения как отдельного вида, и 16 миллионов лет назад. При этом 75% дополнительных генов в ДНК сои сохранились до наших дней в неизменном виде, тогда как в других организмах, чаще всего, после удвоения ДНК большая часть дополнительных генов либо претерпевает активные мутации, либо попросту выбрасывается из генома и его ДНК возвращается к виду, близкому к исходному.

Ученые надеются, что расшифровка генома сои поможет решить многие насущные проблемы в сфере продовольствия и энергетики. Таким образом, именно на различные сорта сои возлагаются надежды на внедрение в массовое производство так называемого биодизельного топлива. Современные сорта этого растения дают недостаточно масла для производства из него дизельного топлива, а потому производство такого вида топлива пока обходится слишком дорого. Авторы исследования надеются, что манипуляции с более чем тысячей различных генов, отвечающих за метаболизм жиров в растении, помогут повысить выработку им жиров до 40% от собственной биомассы - необходимую величину, по достижении которой производство биодизельного топлива из сои станет экономически оправданным.

Генетики также надеются вывести сорта растения, содержащего меньшее количество стахиозы - углевода, осложняющего усвоение сои человеком и животными. Надеются генетики и вывести сорта с пониженным содержанием фитатов - соединений, обогащенных фосфором. Эти соединения не перерабатывается в желудочно-кишечном тракте домашних животных, в результате чего почва в местах утилизации свиного или коровьего навоза становится загрязненной соединениями фосфора.

Еще одной задачей ученых является борьба с болезнью растения - так называемой азиатской соевой ржавчиной. Из-за распространения этой болезни растения в некоторых странах ежегодно пропадает до 80% урожая сои.