Группа исследователей из Университета Кордовы (UCO) пересмотрела и обновила каталог вариантов гена пшеницы GLU-B1, отвечающего за белок, из которого состоит глютен. Группа также предоставила исследовательскому сообществу коллекцию образцов пшеницы, отражающих истинную изменчивость этого гена.
Глютен придает хлебу губчатую текстуру мякиша, делает тесто для пиццы эластичным и предотвращает рассыпание макаронных изделий при приготовлении. Уникальной особенностью пшеницы является ее вязкоупругая белковая сеть. Глютенины относятся к числу белков, ответственных за эти свойства пшеничного теста, и селекционеры пшеницы изучают их уже несколько десятилетий.
Более 40 лет исследователи выявляют множество вариантов (аллелей) гена GLU-B1, кодирующего две высокомолекулярные субъединицы глютенина, которые играют ключевую роль в качестве продуктов на основе пшеницы. В Каталоге символов генов пшеницы перечислено до 98 аллелей (различных вариантов гена GLU-B1). Однако до настоящего времени не все аллели, выявленные в пшенице со всего мира, сравнивались друг с другом.
Исследователи из Департамента генетики Университета Кордовы — Франсиско Андраде, Хуан Баутиста Альварес и Карлос Гусман — провели генетический анализ, чтобы проверить, насколько точна или завышена заявленная изменчивость.
«Мы собрали образцы пшеницы, несущие эти аллели, со всего мира, изучили их варианты GLU-B1 и сравнили их друг с другом», — сказал Гусман.
«После проведения генетического анализа мы обнаружили, что эта изменчивость была переоценена и что многие аллели дублировались или утраивались при сравнении друг с другом. Из 98 зарегистрированных аллелей фактическая изменчивость составляет менее половины», — сказал Андраде.
Для подтверждения генетической изменчивости этого гена, играющего ключевую роль в качестве глютена, потребовался генетический анализ. После изучения научной литературы, в которой были идентифицированы аллели, команда связалась с банками генетического материала по всему миру, чтобы получить пшеницу из 33 стран.
Команда провела анализ и отбор сортов пшеницы из таких стран, как Непал, Эфиопия и Мексика, чтобы создать эталонный набор (репрезентативный набор сортов пшеницы) для селекционеров, желающих использовать эти аллели для улучшения качества пшеницы.
«Теперь командам, которые будут проводить исследования с различными вариантами этого гена, нужно будет всего лишь обратиться в банк генетического материала, где будет храниться генетический материал, представляющий изменчивость этого гена. Все сорта пшеницы будут доступны вместе как единая коллекция с идентифицированными аллелями и без дублирования», — сказал Гусман.
Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Cereal Science.
Помимо подтверждения истинной изменчивости гена, команда предоставляет селекционерам по всему миру инструмент для улучшения генетического качества пшеницы. Та же группа исследователей несколькими годами ранее провела аналогичную работу с геном GLU-A1 (также участвующим в кодировании глютенинов). Эта работа подчеркнула ценность редкого варианта гена GLU-A1, который улучшает качество выпечки и повышает содержание белка в зерне.
Эстонский исследователь Марина Тихонова работала с этим аллелем в сотрудничестве с командой из Кордовы в исследовании по разработке молекулярного маркера для облегчения селекции пшеницы. Идентификация аллелей командой из Кордовы позволила разработать молекулярные маркеры, которые делают селекцию с использованием этого аллеля более эффективной.
Эти исследования являются частью научно-исследовательского проекта по изучению пшеницы, возглавляемого Гусманом. Его главная цель — выявление и подтверждение генетической изменчивости и предоставление ее для селекционных программ, направленных на разработку более урожайной и качественной пшеницы.
Источник: University of Cordoba.
На фото: ученые, проводившие исследование. Источник: Университет Кордовы.
