Ученые всего мира объединились, чтобы расшифровать геном турецкого гороха

Больше пятидесяти специалистов из четырех десятков научных центров в девяти странах мира, в том числе из российского Сколтеха, секвенировали 3171 образец культурного и 195 — дикого нута и составили каталог его генетических вариаций. Появился общедоступный ресурс для геномного изучения этой сельскохозяйственной культуры и выведения новых сортов.

Исследование заказала и профинансировала международная неправительственная организация «Консультативная группа по международным сельскохозяйственным исследованиям» (CGIAR), которая предоставляет фермерам инструменты для повышения урожайности сельхозкультур и улучшения качества продукции.

Но почему именно нут? Дело в том, что эта культура уже восемь тысяч лет в прямом смысле слова кормит жителей Азии, Африки и Латинской Америки. В последнее время он набирает популярность и в Европе, где растет число вегетарианцев. Тут надо напомнить, что нут, как и его бобовые родственники соя, чечевица, горох и фасоль,— важный, можно даже сказать, основной источник белка для таких стран, как Индия, Мьянма, Эфиопия, Мексика: мяса там едят мало из-за его дороговизны, а в бобовых содержание белка очень велико — свыше 25%.

Кроме того, к 2030 году ожидается резкое снижение производства и потребления свинины, говядины, птицы: во-первых, это дорого, во-вторых — неэкологично, уверен один из авторов исследования Лоран Гентцбиттель, профессор и руководитель Проектного центра агротехнологий Сколтеха. В 2050-м мир ждет нехватка белка: население планеты растет, а сельхозугодий больше не становится, подчеркивает ученый. Кроме того, даже в жарких странах меняются климатические условия. Возможно, существующие сейчас два сорта домашнего нута — дези и кабули — к тому времени уже полностью исчерпают потенциал роста урожайности, будут меньше приспособлены к изменившемуся климату и не смогут справляться с возросшей потребностью человечества в растительном белке. Вот тут-то и пригодятся геномные исследования, позволяющие ученым выявить гены, связанные с ценными признаками, такими как урожайность, устойчивость к засухе и вредителям.

«Процесс селекции идет постоянно, не прекращаясь, просто методы улучшаются,— рассказывает Гентцбиттель.— В традиционной селекции для выведения новых сортов выбирают родителей по их признакам: размер плода, скороспелость и т. п. Селекционер берет много растений, все их высевает, ждет урожая и смотрит, какие из них показали наилучший результат. При геномной селекции всего этого не нужно, потому что за счет генетических данных можно заранее спрогнозировать, будет ли то или иное растение более устойчиво, например, к засухе. За счет этого мы сужаем круг кандидатов и ускоряем процесс примерно в два раза. Если на выведение нового сорта традиционными средствами уходит 10–11 лет, то геномная селекция позволяет сделать то же самое за 5–6 лет».

В ходе исследования ученые из Сколтеха отвечали за прогнозирование урожайности нута на основе геномных данных. Для этого они разработали уникальную методику. «Методика как раз и основана на знании генома новых сортов,— рассказывает Гентцбиттель.— Мы используем математическую модель, в которой, с одной стороны, учитывается генетическая информация, с другой — информация о климате, почве и других условиях. Мы можем прогнозировать урожайность несуществующих видов потому, что представляем себе, какие у них будут родительские виды. Наша модель оказалась намного лучше других, и мы уже ведем переговоры с российскими компаниями, чтобы применить ее к пшенице и, возможно, к подсолнечнику. Мы собираемся эту методику экспортировать и широко применять».

Лоран Гентцбиттель считает, что заниматься геномной селекцией будут непосредственно в развивающихся странах, заинтересованных в росте собственного сельхозпроизводства и достижении продовольственной независимости. «Это одна из основных целей проекта,— подчеркивает ученый.— Метод уже используется в Евросоюзе, США, Австралии и Китае. Полученные данные поступают в информационную сеть генетических ресурсов и встраиваются в рабочую цепочку. Однако в других странах приходится прилагать усилия, чтобы его внедрить, бороться с сопротивлением, привычками и предрассудками, убеждать людей, что действительно стоит так делать, чтобы получать результаты намного быстрее и эффективнее».

Елена Туева