Учёные Института цитологии и генетики СО РАН разработали методы, позволяющие определять сорта пшеницы с повышенным содержанием железа и цинка, а также приступили к работе по выявлению и снижению накопления кадмия в зерне.
От урожайности к пользе
Проект, поддержанный Российским научным фондом, направлен на изучение коллекций мягкой и твёрдой пшеницы. Его цель — отобрать генетический материал для выведения новых сортов с улучшенным минеральным составом и более высоким качеством зерна.
Как рассказала руководитель проекта, ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, доктор биологических наук Ирина Леонова, особое внимание уделяется цинку и железу. Их дефицит связан с развитием анемии, нарушениями когнитивных функций и рядом хронических заболеваний. Поскольку значительная часть этих элементов поступает в организм с хлебом, макаронами и другой зерновой продукцией, важно улучшать исходное сырьё.
Если раньше селекция была ориентирована главным образом на урожайность, то сейчас приоритет смещается в сторону повышения пищевой ценности зерна за счёт подбора и скрещивания подходящих сортов.
По словам Леоновой, задача заключается в том, чтобы зерно уже изначально содержало необходимые человеку микроэлементы, витамины и другие полезные вещества, что соответствует концепции функционального питания.
На первом этапе исследования учёные проанализировали две крупные коллекции мягкой и твёрдой пшеницы, включая российские сорта и линии с генетическим материалом диких сородичей. Были выявлены участки генома, отвечающие за накопление железа и цинка, которые теперь могут использоваться в селекционной работе.
Опасные примеси в зерне
В рамках продолженного гранта исследователи перешли к изучению содержания тяжёлых металлов, прежде всего кадмия.
Как отмечают учёные, если концентрацию некоторых металлов можно снизить агротехническими методами, то для кадмия важнее выявить генотипы, которые естественным образом ограничивают его накопление в зерне.
До сих пор подобных масштабных исследований российских сортов твёрдой пшеницы не проводилось. За три года специалисты изучили 188 сортов, выращенных в Новосибирской и Самарской областях, и выделили образцы с генетически сниженной способностью накапливать кадмий. Этот признак наследуется и может быть использован в селекции.
Качество макаронной пшеницы
Отдельное направление работы связано с изучением генов, отвечающих за качество зерна твёрдой пшеницы — в частности, белков глиадинов и глютенинов, которые формируют структуру теста и определяют свойства макаронных изделий.
Отмечается, что российские сорта яровой твёрдой пшеницы в этом отношении изучены недостаточно.
По словам исследователей, важно сохранить традиционные свойства макаронной продукции, поскольку мягкая пшеница, часто используемая в производстве, отличается по белковому составу и даёт менее качественную структуру изделий.
В результате работы планируется создать генетические маркеры, которые помогут селекционерам точнее подбирать исходный материал. Это позволит вывести сорта пшеницы, сочетающие питательную ценность, безопасность и высокое технологическое качество зерна.
