Команда канадских ученых совершила прорыв в исследовании генома рыжика посевного (камелины) — неприхотливой культуры, перспективной для производства биотоплива и кормов. Раскрытие тайн эволюции этого растения дает селекционерам уникальный инструмент для создания сверхустойчивых сортов будущего с повышенной урожайностью.
Рыжик посевной (лат. Camеlina sativa) представляет собой относительно новую для современного рынка масличную культуру, вызывающую большой интерес благодаря потенциальному применению в пищевой промышленности, производстве высококачественных кормов для скота и возобновляемых источников топлива, включая экологически чистое авиационное биотопливо.
В недавно опубликованной научной статье в журнале Nature Communications представлены новые данные о геноме рыжика, которые могут дать селекционерам инструменты для разработки сортов с улучшенными характеристиками, большей адаптивностью и признаками, имеющими ключевое значение на уровне реального фермерского хозяйства.
Как отмечает один из ведущих авторов новой статьи, научный сотрудник GIFS (Global Institute for Food Security/Глобальный институт продовольственной безопасности, канадский научно-исследовательский центр, который базируется в Университете Саскачевана (USask) в городе Саскатун) доктор Раджу Чаудхари, до последнего времени камелина обладала очень низким генетическим разнообразием, и главной задачей ученых было его существенно повысить. Для производителей это критически важно, поскольку генетическое разнообразие способствует разработке сортов, лучше приспособленных к местным условиям выращивания, более стабильных в полевых условиях и вписывающихся в существующие севообороты. Для промышленности это поможет заложить основу для более прочных цепочек поставок и глобального расширения рынков сбыта продукции на основе рыжика.
Работа, представленная в статье, основывается на исследованиях, начатых Чаудхари во время его обучения в аспирантуре Университета Саскачевана под руководством доктора Изобель Паркин в AAFC (Agriculture and Agri-Food Canada/Министерство сельского хозяйства и продовольствия Канады).
Это исследование отражает тесное сотрудничество между GIFS и AAFC и в значительной степени опирается на фундаментальную работу, проведенную Паркин по эволюции генома и генетическому разнообразию рыжика.
В ходе работы исследователи смогли точно определить, как структура генома рыжика влияет на экспрессию генов, что стало важнейшим шагом на пути к пониманию того, как именно можно отбирать и улучшать конкретные признаки посредством селекции. Ученые представили общую картину того, как близость хромосом в ядре влияет на экспрессию генов, и следующим шагом станет изучение того, как эти взаимодействия влияют на важные признаки растения и как использовать эти знания для улучшения урожая.
Главная ценность и суть этой научной работы заключаются в следующем.
Ученые впервые обнаружили и описали четвертый субгеном в роду Camelina (у Camelina microcarpa Type 2). Это существенно расширяет понимание эволюции и генетического разнообразия масличных культур.
Исследование объясняет, как полиплоидные растения (растения с несколькими наборами хромосом) управляют своими генами. Команда доказала, что доминирование определенных генов напрямую связано с пространственным расположением и близостью хромосом внутри ядра клетки.
В статье представлена существенно доработанная сборка эталонного генома Camelina sativa (сорта DH55), который активно используется учеными по всему миру для селекции.
Старший научный сотрудник GIFS и соавтор статьи, доктор Эндрю Шарп, также подчеркнул, что у рыжика есть три основных направления применения в сельском хозяйстве: продукты питания, корма для животных и потенциальное использование в качестве биотоплива.
По его словам, полученные результаты помогут создать фундаментальные ресурсы для ученых и селекционеров, работающих с рыжиком, что в конечном итоге принесет огромную пользу производителям, стремящимся к расширению ассортимента выращиваемых культур, и отраслевым партнерам, ищущим надежные поставки.
До сих пор ресурсы, которые селекционеры могли использовать для создания новых сортов рыжика, были крайне ограничены. Благодаря новому исследованию у науки появилось четкое представление о структуре геномов других диких видов рыжика, которые обладают гораздо большим разнообразием. Это означает, что теперь стало гораздо проще перенести это полезное разнообразие в культурные сорта рыжика.
Способность привнести новые генетические данные в сорт рыжика поспособствует дальнейшей селекции таких важнейших признаков, как общая стабильность урожайности, улучшенное качество получаемого масла, устойчивость к климатическим стрессам и лучшая адаптация к системам производства, например, в Западной Канаде.
Исследование имеет важное значение для прикладной стороны и селекции, особенно в отношении данной культуры с более ограниченными генетическими ресурсами, ведь в прошлом основные усилия ученых тратились на пшеницу и рапс, но потенциал рыжика оставался незаслуженно в тени.
Источник: University of Saskatchewan.
На графике: использование Camelina microcarpa T2 для увеличения генетического разнообразия. Источник: Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-74800-8