skip to Main Content
Изучение генов окраски волокна хлопчатника: сотрудница ВИР Александра Михайлова успешно защитила кандидатскую диссертацию

Учёные Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) впервые детально изучили регуляторные гены, отвечающие за формирование природной окраски волокна хлопчатника. Результаты исследования позволяют перейти к созданию ДНК-маркеров для ускоренной селекции сортов с натурально окрашенным волокном бурых оттенков.

Исследование легло в основу кандидатской диссертации Александры Михайловой, научного сотрудника лаборатории постгеномных исследований ВИР. Работа выполнена под руководством директора ВИР, члена-корреспондента РАН Елены Хлесткиной. Защита диссертации состоялась 28 октября в Помпейском зале института.

Секрет природной палитры хлопчатника кроется в химическом составе растений. Натуральные оттенки волокна появляются благодаря особым соединениям: коричневый цвет дают проантоцианидины (конденсированные танины), а зелёный – производные кофейной кислоты, накапливающиеся в субериновом слое. Чтобы целенаправленно создавать такие сорта, учёным необходимо было понять, какие именно гены управляют накоплением этих пигментов.

Учёные провели детальный анализ структуры и функций регуляторных генов трёх ключевых семейств: R2R3-MYB, bHLH-MYC и WD40. Исследователи проследили, как эти гены эволюционировали, и выявили особенности их гомологичных копий, отвечающих за биосинтез бурых пигментов (проантоцианидинов). Кроме того, авторы работы впервые оценили активность (уровень транскрипции) ключевых структурных и регуляторных генов на поздних стадиях развития волокна у образцов с контрастной окраской: светло-бурой, темно-бурой, зелёной, буро-зелёной и контрольной белой.

«Мы впервые продемонстрировали, что процессы накопления природных (фенольных) пигментов также активны и на поздних стадиях развития волокна – с 31 по 41 день после опыления. В этот период не только завершается основная фаза синтеза целлюлозы, но и повышается относительный уровень транскрипции генов флавоноидного и фенилпропаноидного путей», – рассказывает Александра Михайлова.

Авторы исследования впервые представили, что у хлопчатника с буро-зелёной окраской волокна одновременно работают ключевые регуляторные гены обоих биохимических путей. Это объясняет, как в одном растении могут накапливаться разные пигменты, формирующие сложный оттенок. В результате среди множества регуляторных генов был выявлен ген-кандидат – GhMYB10-A. Именно он оказался тесно связан с изменчивостью по признаку бурой окраски волокна.

Полученные результаты создают надежную научную основу для маркер-ориентированной селекции. Это направление позволяет значительно сократить время и ресурсы на выведение новых сортов, отбирая нужные растения ещё на стадии проростков по определенным последовательностям в ДНК. В перспективе это расширит разнообразие сортов хлопчатника с природноокрашенным волокном и даст возможность отказаться от агрессивных отбеливателей и искусственных красителей в текстильной промышленности, снизив вредное воздействие на окружающую среду и здоровье людей, а также повысив качество тканей.

Результаты исследования в рамках кандидатской диссертации опубликованы в пяти высокорейтинговых журналах, рекомендуемых ВАК и индексируемых в международных системах цитирования Scopus и Web of Science, а также представлены на 10 всероссийских и международных конференциях. С материалами диссертации можно ознакомиться на сайте ВИР.

Back To Top