"Открыт ключевой ген, регулирующий текстуру семян овощной сои: новые перспективы для селекции и развития рынка"

Текстура семян играет важную роль в оценке качества овощной сои. Она может влиять на жевательность и вкусовые характеристики этой культуры. Потребители в разных странах имеют разные предпочтения по текстуре овощной сои. В Китае предпочитают мягкую текстуру, в Африке – умеренно твердую, в Японии – хрустящую, а в США, кажется, предпочитают маслянистую текстуру и вкус. Чрезмерная твердость и трудности с пережевыванием часто негативно влияют на восприятие овощной сои потребителями, что препятствует развитию рынка этой культуры.

Исследования твердости семян сои пока находятся в зачаточном состоянии по сравнению с другими культурами, такими как пшеница и рис, особенно в отношении овощной сои. В настоящее время исследования фокусируются только на сенсорной оценке и влияющих факторах. Однако для раскрытия механизма регулирования твердости семян овощной сои требуются дополнительные исследования.

Развитие и зрелость сои можно поделить на вегетативную стадию роста (V) и репродуктивную стадию роста (R). Репродуктивная стадия состоит из восьми подразделений (R1 - начало цветения, R2 - полное цветение, R3 - начало стручка, R4 - полный стручок, R5 - начало семени, R6 - полное семя, R7 - начало зрелости, R8 - полная зрелость). Овощные соевые бобы собираются в незрелом состоянии, между стадиями R6 и R7.

Китайские ученые провели исследования твердости семян 216 сортов сои на стадии R6 в течение трех лет. В ходе этого исследования был идентифицирован кандидат-ген, который может быть использован для улучшения потребительских качеств овощной сои.

Для более глубокого анализа выбрали два местных сорта сои, которые отличались в твердости семян в различных условиях – Niumaohuang (NMH) и Pixiansilicao (PXS). Разница в твердости семян между этими сортами была наиболее заметной на стадии S3, которая соответствовала поздней стадии R5, и достигла пика на стадии S4 (это соответствовало полному семени на стадии R6 - репродуктивной стадии сои, которая является периодом сбора овощной сои). Твердость семян в значительной степени зависит от химического состава семян, таких как растворимые сахара, которые способствуют сладости овощной сои.

Ученые провели анализ РНК-Seq для этих двух сортов сои и выявили основной молекулярный механизм различия в твердости семян на уровне транскрипции. Ген GmSWEET2 оказался ключевым регулятором твердости семян. Для подтверждения этого ученые создали линии сои с увеличенной и уменьшенной экспрессией GmSWEET2, что позволило изменить соотношение компонентов семенного материала и снизить твердость семян на стадии R6.

Открытие роли гена GmSWEET2 в твердости семян дает ценную информацию для селекционеров и возможность создавать сорта сои с различной текстурой семян, которые отвечали бы предпочтениям потребителей и повышали бы их привлекательность на рынке. Это исследование показывает путь к селекционным программам, направленным на улучшение качества и потребительского восприятия овощной сои.

Таким образом, идентификация гена GmSWEET2 и других ключевых генов предлагает новые возможности для генетической модификации сои и разработки сортов с оптимальной твердостью семян, учитывая различные мировые рынки.

Фото: Horticulture Research (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae084.