Пшеница и ячмень сопровождают человечество более 10 тысяч лет. По мере распространения земледелия эти культуры приспосабливались к новым температурам, режимам осадков и условиям выращивания.
Новое исследование показало, что у пшеницы и ячменя есть сходные генетические механизмы адаптации. В будущем такие данные могут помочь селекционерам создавать сорта, лучше переносящие засуху и другие климатические нагрузки.
<h3>Ученые восстановили древние геномы растений</h3>
Исследователи из INRAE, Университета Клермон-Оверни и CNRS сравнили геномы 84 современных видов цветковых растений. На основе этих данных они реконструировали 10 древних геномов, существовавших более 200 млн лет назад.
Такие восстановленные геномы называют палеогеномами. Они помогают понять, как был организован генетический материал древних растений и какие гены сохранились почти без изменений на протяжении длительной эволюции. Ученые сосредоточились на генах, которые выполняют похожие функции у разных видов.
Подобные совпадения особенно интересны для сельского хозяйства, поскольку могут быть связаны с устойчивостью к засухе, сроками цветения, урожайностью и другими важными признаками.
Результаты были опубликованы в журнале Molecular Plant в сентябре 2026 года и дополнили более раннюю работу, вышедшую в Nature Plants в ноябре 2025 года.
<h3>Пшеница и ячмень адаптировались тысячи лет</h3>
Эти культуры особенно удобны для подобных исследований, поскольку обе были одомашнены в районе Плодородного полумесяца более 10 тысяч лет назад.
По мере распространения сельского хозяйства пшеница и ячмень попадали в новые климатические условия и постепенно приспосабливались к ним. Ученые сравнили 1420 современных сортов пшеницы и ячменя из разных регионов мира, а также древние образцы пшеницы возрастом около 5 тысяч лет.
В результате удалось выделить примерно 100 генетических вариантов, которые потенциально могли играть важную роль в адаптации.
<h3>Разные культуры пришли к похожим решениям</h3>
Исследование выявило признаки так называемого конвергентного отбора. Это ситуация, когда разные виды в схожих условиях сохраняют или приобретают похожие генетические особенности. У пшеницы и ячменя ученые обнаружили перекрывающиеся генетические реакции, связанные с продуктивностью и устойчивостью к внешним стрессам.
При этом популяции из разных географических регионов сохраняли и собственные генетические различия.
Такой результат показывает, что сравнение родственных сельскохозяйственных культур может помочь находить полезные варианты генов, которые иначе могли бы остаться незамеченными.
<h3>Три гена уже удалось подтвердить</h3>
В случае пшеницы исследователи подтвердили участие трех генов, функции которых ранее изучались у других растений.
Два из них связаны с урожайностью и сроками цветения.
Третий участвует в эпигенетической регуляции — механизме, который влияет на активность генов, не изменяя саму последовательность ДНК.
Такие данные особенно ценны для селекции, поскольку позволяют искать не случайные изменения, а варианты, которые уже неоднократно оказывались полезными в определенных условиях.
<h3>Новые инструменты помогут селекционерам</h3>
Исследовательские группы также разработали два открытых цифровых инструмента.
Ancestral Genome Reconstruction, или AGR, позволяет сравнивать современные геномы и восстанавливать структуру древних генетических систем.
Другой сервис, OrthoViewer, содержит информацию о консервативных генах у 84 сельскохозяйственно важных видов растений.
В базу включены 1142 гена, функции и значение которых уже описаны в научной литературе.
Такие инструменты могут помочь быстрее находить перспективные генетические варианты и использовать знания, полученные при изучении одной культуры, в работе с другой.
<h3>Что это значит для сельского хозяйства</h3>
По словам исследователей, изучение генетических изменений, накопившихся во время одомашнивания, помогает понять, какие варианты неоднократно отбирались в регионах со схожими климатическими ограничениями.
Это особенно важно на фоне изменения климата, когда сельскому хозяйству приходится сталкиваться с более частыми засухами, жарой и нестабильными условиями выращивания.
При этом исследование не означает, что устойчивые к засухе сорта уже готовы. Выделенные генетические варианты пока лишь указывают на перспективные направления для дальнейшей селекции.
<h3>Исследования продолжат на других злаках</h3>
Теперь ученые планируют расширить работу на рис, кукурузу и сорго. Дополнительные эксперименты должны показать, как именно отдельные генетические варианты влияют на растения в реальных сельскохозяйственных условиях.
Главная ценность работы заключается в объединении древней эволюционной истории с современными генетическими методами. Такой подход помогает понять, как растения приспосабливались к изменениям среды в прошлом, и использовать эти знания для создания более устойчивых сельскохозяйственных культур в будущем.
