Учёные впервые полностью расшифровали геном одного из двух цветковых растений Антарктиды

Международная группа под руководством чилийских учёных получила наиболее полную на сегодня генетическую карту Colobanthus quitensis — одного из всего двух цветковых растений, которые естественно растут в Антарктиде.

Работа опубликована в журнале Genome Biology and Evolution. В рамках проекта Polarix исследователи собрали геном растения на уровне всех 40 хромосомных последовательностей, то есть фактически получили его полный генетический «чертёж».

Для учёных это важно не само по себе. Colobanthus quitensis десятилетиями привлекает внимание тем, что способен выживать в условиях, которые для большинства растений крайне неблагоприятны: при низких температурах, нехватке влаги и интенсивном ультрафиолетовом излучении.

Полная сборка генома значительно упрощает поиск генов, отвечающих за устойчивость растения к холоду, засухе и другим стрессам.

Следующий этап — понять, какие именно участки генома работают в этих условиях и можно ли использовать такие механизмы в сельском хозяйстве.

Исследователи рассматривают не классическое создание трансгенных культур, а редактирование генома уже существующих пищевых растений. Идея в том, чтобы точечно воспроизводить полезные механизмы устойчивости, а не переносить в культуру большие фрагменты чужой ДНК.

Руководитель работы Эдуардо Кастро отметил, что до практического применения ещё далеко. После идентификации нужных генов коммерческие решения могут потребовать ещё пяти–десяти лет разработки и испытаний.

На фоне жары, засух и других погодных экстремумов всё больше исследований посвящено тому, как сделать сельхозкультуры менее уязвимыми.

Colobanthus quitensis в этом смысле представляет естественную «лабораторию выживания». Растение приспособилось к очень короткому вегетационному периоду, холодной почве, сильному ветру, дефициту воды и высокой ультрафиолетовой нагрузке.

Если учёным удастся понять, какие молекулярные механизмы обеспечивают такую устойчивость, часть из них потенциально можно будет использовать при селекции и редактировании культурных растений.

При этом речь пока не идёт о готовой «антарктической пшенице» или другом прикладном продукте. Исследование даёт прежде всего инструмент для дальнейшего поиска.

Чилийская команда опиралась на предыдущие исследования, в том числе на работу Корейского института полярных исследований, где ранее была получена лишь частичная версия генома.

Новая сборка позволяет изучать расположение генов уже в масштабе хромосом, а это критично для анализа их функций, регуляции и эволюции.