Ученые Сколтеха помогут производству высокоолеинового подсолнечного масла
Новые генетические маркеры, с помощью которых можно определить количество олеиновой кислоты в семенах того или иного экземпляра подсолнечника, выявил научный коллектив, в состав которого вошли специалисты Сколковского института науки и технологий (Сколтех), 5 октября сообщила пресс-служба вуза.
Исследования ученых Сколтеха, Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур им. В. С. Пустовойта (ВНИИМК), стартапа «ОйлДжин», созданного на базе Сколтеха, и других организаций помогут ускорить создание сортов подсолнечника с высоким содержанием олеиновой кислоты и упростить производство полезного высокоолеинового подсолнечного масла.
Подсолнечнее масло с высоким содержанием олеиновой кислоты более устойчиво к термоокислению, поэтому его рекомендуют использовать для жарки. Оно содержит меньше насыщенных жирных кислот — трансжиров, вредных для организма человека. По свойствам олеиновое масло близко к оливковому.
Первый автор исследования, выпускник Сколтеха и сотрудник «ОйлДжин» Рим Губаев пояснил проблем, которую решала команда ученых:
«Сырье для производства высокоолеинового масла получают с помощью селекции. Обычно селекционеры сначала проводят скрещивание высокоолеинового родителя с низкоолеиновым, чтобы внедрить этот признак. На следующем этапе высевают потомство на экспериментальных участках и отбирают высокоолеиновое потомство на основании сложных биохимических тестов в лабораториях. Это долгий процесс».
Для его ускорения исследователи разработали два набора ДНК-маркеров для экспресс ДНК-теста, которые помогают определить высокоолеиновое потомство еще на ранней стадии формирования корзинки.
Для проверки надежности маркеров исследователи скрестили линию подсолнечника с мутацией высокоолеиновости с линией без нее. Разделив каждую семянку из выращенного потомства пополам, они с помощью газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием проверили выделенное из первой половинки небольшое количество масла на содержание олеиновой кислоты.
Из второй половинки, которая содержала зародыш, вырастили новое растение. Из него выделили ДНК и провели секвенирование для ее расшифровки.
«На основе данных секвенирования мы создали генетические карты и провели картирование, которое позволило выявить генетические маркеры, связанные с содержанием олеиновой кислоты», — рассказала соавтор исследования, генеральный директор компании-стартапа и выпускница Сколтеха Алина Чернова.
Сколтех совместно с «ОйлДжин» намерены получить патент на выявленные маркеры, которые лягут в основу создания экспресс ДНК-тестов для селекционных компаний.
Кроме практических, исследователи получили и новые фундаментальные результаты, первыми обнаружив транслокацию (перемещение крупных участков хромосом растения) в геноме культивируемого подсолнечника. Предыдущие исследования выявляли транслокацию только при скрещивании различных видов диких подсолнечников.
«Помимо транслокации, мы показали, что ген признака высокоолеиновости может быть представлен двумя аллелями — рецессивной и доминантной. Раньше считалось, что ген высокоолеиновости может быть только доминантным. Мы обнаружили его рецессивную версию», — отметил соавтор исследования, младший научный сотрудник Проектного центра агротехнологий Сколтеха Степан Болдырев.
Результаты исследования научный коллектив представил в статье «QTL-картирование содержания олеиновой кислоты в современных линиях подсолнечника ВНИИМК (Helianthus annuus L.) с использованием SNP-карты на основе GBS», опубликованной в журнале PLOS ONE.
Как рассказала гендиректор, полученные результаты станут основой для разработки технологии ускоренной селекции подсолнечника, которая позволит снизить финансовые и временные затраты на создание сортов и гибридов за счет экспресс ДНК-теста, который определит у подсолнечника признаки высокого содержания олеиновой кислоты прямо в поле.
Кроме того, маркеры предполагается включить в NGS-панель быстрого параллельного секвенирования ДНК для определения качества масла у подсолнечника по нескольким признакам, по аналогии с панелями на генетические заболевания человека.
