Биологи из РУДН, Сколтеха, Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН и Всероссийского научно-исследовательского института льна исследовали гены, которые отвечают за соотношение жирных кислот в льняном масле. Они идентифицировали полиморфизмы в шести генах, которые определяют разнообразие сортов льна по этому признаку. Также ученые узнали, какие варианты генов продлевают срок хранения продукта — эти данные позволят проводить генетическую селекцию новых сортов. Результаты опубликованы в журнале BMC Plant Biology.
Linum usitatissimum , или лен обыкновенный, известен как масличная культура еще с начала неолита. Семена растения служат для изготовления масла, красок, лаков, биотоплива, резин, олифы, линолеума, кормов для животных, а из стеблей делают волокно для тканей и уплотнителей. Сорта и линии льна различаются по содержанию и составу жирных кислот. Те из них, в которых меньше 5% линоленовой кислоты, но высоко содержание линолевой, отличаются долгим сроком хранения — это важно для пищевой индустрии. За синтез жирных кислот льна отвечают гены семейств SAD и FAD . Российские биологи с помощью современного метода расшифровки ДНК — глубокого секвенирования — изучили геном льна. Они выяснили, что гены SAD и FAD и их полиморфизмы связаны с содержанием жирных кислот в семенах льна и со сроком хранения полученного из них масла.
«Мы создали репрезентативный набор из 84 сортов и линий льна, которые отражают разнообразие льняного масла по содержанию жирных кислот. Глубокое секвенирование позволило нам определить последовательности шести генов: SAD1, SAD2, FAD2A, FAD2B, FAD3A и FAD3B », — рассказывает один из исследователей, аспирант Аграрно-технологического института РУДН Парфэ Кезимана.
Биологи изучили генетический материал 50 проростков льна каждого сорта и линии, чтобы найти полиморфизмы даже с учетом внутрисортовой гетерогенности. При помощи платформы Illumina (секвенатор MiSeq) биологам из РУДН и их коллегам удалось определить последовательности этих генов с высокой точностью благодаря 400-кратному покрытию.
По содержанию жирных кислот в льняном масле и различных полиморфизмов исследованных генов биологи сделали выводы, какие гены и их аллельные варианты отвечают за количество той или иной кислоты. Все, кроме одного, сорта с низким содержанием линоленовой кислоты имели полиморфизмы, приводящие к замене аминокислоты гистидин на тирозин в гене FAD3B , а также аминокислоты триптофан на стоп-кодон в гене FAD3A . Именно эти мутации способствовали тому, что масло таких сортов дольше сохраняет свои свойства и имеет больший срок годности.
«Мы оценили полиморфизмы генов SAD и FAD в коллекции сортов и линий льна с разным составом масла и нашли, как конкретные полиморфизмы влияют на содержание различных жирных кислот. Полученные результаты можно использовать для создания маркеров, чтобы проводить генетическую селекцию новых сортов. Их можно будет сертифицировать на основании их последовательностей ДНК», — отметил Кезимана.
