Тысячи видов принадлежат к семейству бобовых, Fabaceae, но лишь некоторые из них используются в основном сельском хозяйстве. Еще десятки используются недостаточно. В отличие от сои, арахиса, нута и других растений, малоиспользуемые виды могут расти в районах с очень бедной почвой и ограниченной доступностью воды.
Это потому, что они оснащены уникальными вариациями генов роста растений, которые были утрачены из основных культур за годы селекции.Работа Чепмена позволит исследователям идентифицировать эти ценные гены. Он секвенировал и аннотировал транскриптомы четырех малоиспользуемых бобовых, которые произрастают в Африке и сегодня выращиваются на небольших фермах в некоторых частях Азии и Африки. Гиацинтовые бобы, горох, крылатая фасоль и арахис бамбара — все они обладают различными стрессоустойчивыми качествами.
«Эти бобовые были выбраны из-за их крайней толерантности, но до сих пор проводились лишь ограниченные исследования», — объясняет Чепмен, который также преподает эволюционную биологию в Университете Саутгемптона. "Гиацинтовая фасоль является одним из наиболее засухоустойчивых зернобобовых культур, часто используется в качестве корма для домашнего скота, а горох настолько устойчив к засухе, что его выращивают в качестве страховой культуры. Крылатая фасоль демонстрирует высокую устойчивость к болезням, а арахис Бамбара растет на маргинальных почвах. там, где борются даже другие бобовые ".
В этих бобах Чепмен идентифицировал от 32 446 до 34 401 гена. Он также идентифицировал около 3000 генетических маркеров, которые помогут исследователям исследовать генетические вариации внутри и между разными видами. Эти маркеры будут важны для связывания генетических последовательностей с признаками бобовых, которые процветают в суровых условиях окружающей среды.Чепмен говорит: «Эти маркеры означают, что генетическое разнообразие внутри и между этими (и другими) видами бобовых может быть быстро проанализировано, что позволяет идентифицировать области генома или даже определенные гены, которые играют роль в устойчивости к стрессу, помогая в будущем селекции. для повышения стрессоустойчивости бобовых культур ».
Это исследование знаменует собой первую попытку получить генетические данные такого рода для этих культур и послужит ценным ресурсом для открытия генов семейства бобовых. Чепмен является единственным автором работы, опубликованной в недавнем выпуске журнала Applications in Plant Sciences. Все данные о последовательностях общедоступны для исследовательского сообщества через Архив чтения последовательностей Национального центра биотехнологической информации (NCBI) и цифровой репозиторий Dryad.Бобовые являются жизненно важными растениями, потому что они богаты белком и в значительной степени используются в регионах, где мало мяса.
В некоторых районах Африки они известны как «мясо бедных». В сочетании с зерновыми культурами бобовые могут обеспечить полный набор незаменимых аминокислот, необходимых в рационе человека.
«Как координатор Центра малоиспользуемых культур (при Университете Саутгемптона) одна из моих целей — привнести основные генетические и геномные технологии в изучение ранее недооцененных, но очень важных культур», — говорит Чепмен. "Исследования менее изученных культур могут выявить новые разновидности и уникальные аллели, которые могут быть применены в будущем сельском хозяйстве и селекции сельскохозяйственных культур. Это конкретное исследование бобовых культур является необходимым первым шагом для выявления стрессоустойчивых линий всех культур, и есть надежда, что таким образом можно будет провести больше исследований других малоиспользуемых культур ».