Разработка ученых Сколтеха упростит обнаружение глюкозинолатов в семенах рапса

Группа ученых из Сколтеха и Института масличных культур в Краснодаре провела генетический анализ российской коллекции рапса. В ходе реализации проекта было описано генетическое разнообразие отечественных линий рапса, а также были обнаружены новые потенциальные гены-кандидаты, участвующие в контроле содержания глюкозинолатов — токсичных вторичных метаболитов в рапсовом масле.

Рапс – вторая в мире масличная культура по объёмам производства после сои. Шрот и жмых, получаемые путём экстрагирования или прессования масла из семян рапса, содержат до 42 % белка, отвечающего нормам ФАО по аминокислотному составу. Однако семена рапса, а также других масличных культур семейства Крестоцветных (горчица, рапс, хрен, редька и др.), содержат эруковую кислоту и глюкозинолаты – класс органических веществ, которые содержат серу, азот и производные глюкозы. Глюкозинолаты в процессе метаболизма образуют соединения серы, негативно влияющие на работу печени, сердца и почек. Они также раздражают слизистые оболочки ЖКТ, нарушают деятельность щитовидной железы. В связи с этим, содержание глюкозинолатов в семенах рапса, поступающих на переработку, в том числе на корм скоту и птице, строго контролируется во всем мире.

Ученые из Сколтеха и Института масличных культур имени Пустовойта провели высокопроизводительное генотипирование 90 линий рапса и сопоставили его результаты с данными измерения глюкозинолатов у этих линий за 3 вегетационных сезона. Это позволило найти генетические маркеры содержания глюкозинолатов в масле, а также сцепленные с ними гены-кандидаты потенциально участвующие в регуляции биосинтеза этих соединений. После этапа верификации маркеров на независимой выборке растений их можно будет непосредственно использовать в селекции новых сортов и гибридов с низким содержанием глюкозинолатов.

«Наша работа направлена на развитие маркерной селекции в России, когда для контроля за интересующими характеристиками в процессе скрещиваний и анализа потомства используют генетические маркеры. Такой подход позволяет значительно ускорить процесс создания новых сортов. Измерять содержание глюкозинолатов — трудоемкая задача, будет очень удобно делать это на основе выявленных нами маркеров», — рассказывает первый автор исследования, аспирант Сколтеха Рим Губаев.

Результаты работы могут использоваться селекционерами в целях улучшения состава масла. Исследование опубликовано в журнале Genes.

С 2005 по 2019 год площади, занятые рапсом в России, непрерывно росли. Так в 2006 году посевная площадь под рапсом составила 512 тыс. га, что превысило показатели 2005 года более чем в два раза. В 2012 году площадь под рапсом впервые превысила 1 млн га. В 2019 году урожай рапса составил около 2,06 млн т. Однако, по данным Росстата, под урожай 2020 года рапс посеяли на 54,6 тыс. га меньше, чем годом ранее — 1,49 млн га.

Как сообщает «Центр Агроаналитики» со ссылкой на оперативные данные ведомственного мониторинга Минсельхоза России, на 27 августа 2020 года  рапс озимый и яровой обмолочен с площади 448,6 тыс. га, намолочено 1 034,8 тыс. т (+408,5 тыс. т к прошлому году) при урожайности 23,1 ц/га.