Розкриття генетичної основи ознак гороху Менделя покращує селекцію сільськогосподарських культур і стійкість до хвороб, що сприяє глобальній продовольчій безпеці.
Нещодавнє дослідження в Nature нарешті ідентифікувало генетичні фактори, що лежать в основі всіх семи ознак, які Грегор Мендель вивчав у рослинах гороху, завершивши 160-річну головоломку. Експерименти Менделя в 1860-х роках заклали основу генетики, розкривши, як успадковуються ознаки. Він спостерігав передбачувані закономірності в таких ознаках, як форма насіння та колір квітки, але конкретні гени, відповідальні за ці ознаки, залишалися невловими понад століття.
Дослідники використовували секвенування наступного покоління для аналізу ДНК понад 697 варіантів рослин гороху. Цей масивний набір даних, еквівалентний майже 14 мільярдам сторінок тексту, дозволив їм створити комплексну генетичну карту. Аналіз показав більш складну структуру популяції в межах роду Pisum, ніж було відомо раніше.
Дослідження ідентифікувало нові алельні варіанти для раніше охарактеризованих ознак, таких як форма насіння та колір квітки. Наприклад, було знайдено новий варіант, який міг відновити фіолетові квіти у рослин з білими квітками. Команда також визначила гени, відповідальні за колір стручка, форму стручка та положення квітки, ознаки, які раніше не були охарактеризовані.
Зокрема, вони виявили, що делеція поблизу гена ChlG порушує синтез хлорофілу, що призводить до жовтих стручків. Зміни поблизу гена MYB і в генах, що кодують пептид CLE, призвели до звуження стручків. Делеція в гені кінази корецептора CIK, разом з локусом-модифікатором, була пов'язана з появою квітів на кінці стебла.
Ця детальна генетична карта також виявила 72 інші сільськогосподарські ознаки. До них відносяться архітектури насіння, стручка, квітки, листка, кореня та рослини. Це багатство інформації дає великі надії на покращення врожайності, підвищення стійкості до хвороб і покращення адаптації до навколишнього середовища.
Визначивши генетичну основу ознак Менделя та відкривши нові генетичні взаємодії, це дослідження надає цінні інструменти для покращення сільськогосподарських культур. Це може призвести до більш стійких і продуктивних культур, що принесе користь сільському господарству та продовольчій безпеці в усьому світі.