Для многих бедных фермеров в Индии и Африке пальмовое просо является основным продуктом питания. Эти виды сельскохозяйственных культур являются не только богатым источником минералов, таких как кальций, железо, магний и цинк, но и содержат множество витаминов и незаменимых аминокислот.
Растение также отличается устойчивостью к засухе и жаре. Поскольку он очень полезен для здоровья и не содержит глютена, он находит все более широкое применение в качестве продукта питания в промышленно развитых странах. Несмотря на свою важность, пальчатому просу до сих пор уделялось очень мало научного внимания.Большой и сложный геном за счет слияния двух видов растений
Пальцевое просо возникло в результате гибридизации двух разных видов растений. Таким образом, растение является полиплоидным, что означает, что у него четырехкратный набор хромосом и почти в два раза больше генов, чем у исходного вида. Считается, что размер и сложность генома обусловили широкую экологическую устойчивость пальчатого проса, в то же время сделав исследование генома чрезвычайно трудным. Впервые международной группе исследователей из Цюрихского университета удалось детально расшифровать сложный геном пальчатого проса.
Он состоит примерно из 2,6 миллиона пар оснований и имеет более 62 300 генов — примерно вдвое больше, чем, например, рис.Новая стратегия секвенирования и картирования генома57 900 генов пальчатого проса — более 90 процентов — встречаются более чем в двух копиях. Поскольку их последовательности ДНК очень похожи, было трудно правильно выделить многочисленные декодированные участки ДНК во всем геноме.
В сотрудничестве с Ральфом Шлапбахом и Сиришей Алури из Центра функциональной геномики при Цюрихском университете и ETH Zurich команде, возглавляемой Кентаро Симидзу, профессором кафедры эволюционной биологии и экологических исследований UZH, удалось преодолеть эти трудности. Для этой цели ученые объединили сложную стратегию биоинформатики, разработанную Масаоми Хатакеяма, которая использует современные методы секвенирования с новой технологией, которая может оптически отображать длинные отдельные молекулы ДНК в геноме. «Наша недавно разработанная стратегия поможет секвенировать геном других полиплоидных культурных растений, которые до сих пор не могли быть определены», — говорит Симидзу.
Улучшение снабжения питательными веществами и засухоустойчивостьНад этим проектом вместе работала междисциплинарная группа исследователей из Цюриха и Бангалора, Индия. Работа проводилась при поддержке Индо-швейцарского сотрудничества в области биотехнологии (ISCB), двусторонней программы исследований и разработок, финансируемой правительствами Швейцарии и Индии, а также Японским агентством по науке и технологиям.
Целью является повышение продовольственной безопасности и развитие потенциала биотехнологических исследований в Индии. «Недавно доступные данные о геноме пальчатого проса открывают многочисленные возможности для современной селекции растений», — подчеркивает Симидзу. «С одной стороны, чтобы помочь людям с дефицитом минералов в Индии и в промышленно развитых странах, а с другой стороны, сделать важные культурные растения более устойчивыми к засухе и засушливости».