Технология пространственно-временной омики обещает открыть новые направления для точной селекции пшеницы

Международная команда учёных из 34 университетов и исследовательских институтов опубликовала в журнале Nature Genetics обзор, в котором систематизирован потенциал технологии пространственно-временной омики для революции в исследованиях и селекции пшеницы. Эта технология позволяет преодолеть ограничения традиционной омики, обеспечивая точное картирование на уровне клеток и тканей, что крайне важно для понимания сложного генома пшеницы и его реакции на изменение климата.

Технология позволяет создавать пространственные клеточные карты ключевых органов пшеницы, таких как колос, зерно, корни и флаговый лист, раскрывая молекулярные сети, регулирующие развитие, фотосинтез и реакцию на стресс. Например, она может идентифицировать специфические изменения экспрессии генов в клетках устьиц во время засухи, предоставляя точные мишени для селекции на засухоустойчивость. Для решения сложностей генома предлагается интеграция полных эталонных геномов, пангеномных данных и создание пространственно-разрешённых одноклеточных атласов на протяжении всего жизненного цикла растения.

Исследователи признают технические проблемы, такие как необходимость в инструментах анализа, специфичных для растений, и предлагают стратегии, включая заимствование медицинских технологий визуализации и применение искусственного интеллекта. Созданный в прошлом году Международный альянс по пространственно-временной омике пшеницы призван объединить глобальные ресурсы для ускорения исследований. В конечном итоге, интеграция этой технологии с генным редактированием, ИИ и точным фенотипированием должна привести к эре «прецизионной селекции по дизайну», позволяя моделировать процессы скрещивания и эффективно использовать гены диких родственников пшеницы для сокращения сроков селекции.