В 1960е годы в сельском хозяйстве азиатских стран произошли важные перемены: были созданы новые, высокопродуктивные сорта риса; это время часто называют временем "зеленой революции" в Азии. Недавние исследования показали, что древнейшие крестьяне тоже осуществили "зеленую революцию" примерно 10 000 лет назад, получив рис с похожей мутацией.

История одомашнивания риса весьма противоречива, большинство ученых сходится в том, что все современные сорта принадлежат виду Oryza sativa, который произошел от дикого предка Oryza rufipogon. В виде O. sativa два основных подвида: japonica (короткозерный, в основном выращивается в Японии) и indica (длиннозерный рис, в основном выращиваемый в Индии, Южном Китае и Юго-Восточной Азии).

В 1960-х годах селекционеры создали высокопродуктивные сорта для азиатских условий, используя преимущества генетической мутации semi-dwarf1 (SD1), такая мутация приводит к укорочению стебля. Карликовым растениям нужно меньше энергии и питательных веществ, что позволяет им производить больше семян, они более устойчивы к сильным ветрам и штормам, что также ведет к повышению урожайности рисовых полей.

Недавно группа биологов под руководства Макото Мацуоко из японского Университета Нагоя провела эволюционно-генетическое исследование мутаций в этом гене, которые потенциально могли бы влиять на длину стебля. Продукт этого гена – фермент, контролирующий биохимическую реакцию, необходимую для роста стебля и листьев. Ученые оценили эффект различных мутаций в гене SD1, вводя конструкции с мутантными формами гена в бактерий и измеряя количество производимого бактериями белка.

Мацуока и его коллеги выяснили, что древняя мутация в гене, называемая SD1-EQ вызывает максимальный эффект укорочения стебля. Эта мутация встречается у представителей подвида japonica, в меньшей степени – у сортов подвида indica varieties, и совсем не встречается у дикого предка O. rufipogon. На основании этих фактов исследователи предположили, что мутация SD1-EQ была отобрана древними "селекционерами" в процессе одомашнивания риса.

В поисках доказательств своей гипотезы ученые проанализировали разнообразие генов, расположенных в геноме поблизости от SD у 16 сортов подвида japonica, 15 сортов подвида indica и 16 линий дикого предка O. rufipogon. Принято считать, что при селекции по определенному гену разнообразие близлежащих генов у разных индивидов уменьшается. Ученые выяснили, что разнообразие близлежайших к SD1 генов у представителей подвида japonica составляло всего 2% от разнообразия генов в этой области генома у O. Rufipogon, Это значит, что в древности велась селекция по гену SD1! Разнообразие близлежащих к SD1 генов у представителей подвида indica, однако, составляет примерно 75% по сравнению с диким предком.

Авторы считают, что japonica и indica эволюционировали естественным путем из дикого предка O. rufipogon задолго до того, как началось одомашнивание риса в разных регионах. А мутация SD1-EQ появилась у представителей подвида indica, возможно, уже вторично при скрещивании двух подвидов.

Источник новости: http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/06/ancient-farmers-started-the-firs.html

Пересказал А. Ермаков