Давня агрокультура

Пшениця та ячмінь підтримують людську цивілізацію вже понад 10 000 років, адаптуючись до нових умов у міру поширення землеробства континентами.

Тепер дослідники виявили генетичну схожість між цими давніми сільськогосподарськими культурами, що може допомогти у виведенні сортів, більш стійких до посухи та інших несприятливих умов довкілля.

Реконструкція геномів давніх рослин

Дослідники з INRAE, Університету Клермон-Овернь та CNRS порівняли геноми 84 сучасних видів квіткових рослин і реконструювали 10 геномів предків, що існували понад 200 мільйонів років тому.

Ці реконструйовані геноми, відомі як палеогеноми, демонструють, як був організований генетичний матеріал у давніх рослинах і які гени збереглися незмінними протягом еволюції.

Науковці виявили гени, що виконують схожі біологічні функції в різних видів. Такі подібності можуть допомогти дослідникам зрозуміти важливі для сільського господарства ознаки, зокрема посухостійкість, час цвітіння та продуктивність.

Результати дослідження були опубліковані в журналі *Molecular Plant* у вересні 2026 року; вони доповнюють попередню роботу, оприлюднену в журналі *Nature Plants* у листопаді 2025 року.

Десять тисяч років адаптації

Пшениця та ячмінь були особливо цінними для цього дослідження, оскільки обидва були одомашнені на Родючому Півмісяці понад 10 000 років тому. З розширенням сільського господарства ці зернові культури стикалися зі зміною температури, режиму опадів та умов вирощування.

Дослідники порівняли 1420 сучасних сортів пшениці та ячменю, що представляють генетичне різноманіття з усього світу, разом із залишками стародавньої пшениці віком приблизно 5000 років.

Їхній аналіз виявив приблизно 100 генетичних варіантів, виділених за їх потенційною важливістю в адаптації. Він також виявив докази конвергентного відбору, при якому різні культури розвивають або зберігають подібні генетичні характеристики за порівнянного тиску навколишнього середовища.

У пшениці команда підтвердила участь трьох генів, раніше охарактеризованих у інших видів рослин. Два впливають на врожайність та час цвітіння, тоді як третій бере участь в епігенетичній регуляції, яка впливає на активність генів, не змінюючи основної послідовності ДНК.

Спільні гени та стійкість до клімату

Одним важливим відкриттям було те, що пшениця та ячмінь демонструють перекриваючі генетичні реакції, незважаючи на їхню різну еволюційну історію.

Дослідники виявили ознаки відбору, пов'язані з продуктивністю сільського господарства та адаптацією до стресу навколишнього середовища. Однак вони також виявили генетичні відмінності між популяціями з різних географічних регіонів.

Ці висновки свідчать про те, що порівняння споріднених культур може виявити корисні генетичні характеристики, які в іншому випадку могли б залишитися непоміченими.

Жером Сальс, директор з досліджень в INRAE, пояснив, що вивчення генетичних змін під час одомашнення може допомогти виявити варіанти, які неодноразово відбиралися в середовищах з подібними кліматичними обмеженнями. Такі знання можуть підтримувати програми селекції, що реагують на зміну клімату.

Нові інструменти для селекції сільськогосподарських культур

Дослідницькі групи також розробили два вільнодоступні інструменти, які допоможуть вченим досліджувати еволюцію рослин. Реконструкція геному предків, або AGR, дозволяє дослідникам порівнювати сучасні геноми та реконструювати генетичні структури предків.

OrthoViewer надає інформацію про збережені гени 84 видів рослин, важливих для сільського господарства. Його база даних містить 1142 гени, біологічні функції та сільськогосподарське значення яких вже були описані в науковій літературі.

Разом ці ресурси можуть допомогти селекціонерам виявити перспективні генетичні варіанти та перенести знання, отримані з однієї культури, на дослідження іншої.

Що далі

Дослідники розширюють свої дослідження на інші основні зернові культури, включаючи рис, кукурудзу та сорго. Хоча результати не призводять до негайного створення посухостійких сортів, вони пропонують потенційні генетичні цілі для майбутньої селекції. Необхідні додаткові експерименти, щоб встановити, як окремі варіанти впливають на продуктивність сільськогосподарських культур у реальних сільськогосподарських умовах.

Поєднуючи давню еволюційну історію із сучасним генетичним аналізом, науковці отримують нові можливості для дослідження характеристик, здатних зробити сільське господарство стійкішим до змін клімату.