Усовершенствованная селекция открывает путь к устойчивым к болезням бобам

Исследователи ETH участвуют в разработке и внедрении метода для эффективной селекции устойчивых к болезням бобов в разных регионах мира. Их работа поможет улучшить средства к существованию и продовольственную безопасность мелких фермеров в развивающихся странах.

Геномная селекция

В сотрудничестве с командой Бодо Раатца из Международного центра тропического сельского хозяйства (CIAT) исследователи из группы профессора молекулярной селекции растений Бруно Штудера изучили устойчивость бобов к угловатой пятнистости листьев. Их метод основан на геномном анализе бобов, потенциально пригодных для выведения новых устойчивых сортов. Генетические профили показывают, будет ли потомство от скрещивания двух сортов устойчивым к различным локальным штаммам патогенного гриба (патотипам).

Генетические профили для 316 сортов

Мишель Най собрала 316 различных сортов бобов из семенного репозитория CIAT, демонстрирующих характеристики, подходящие для селекции на устойчивость к грибу-возбудителю. Она высадила бобы в Уганде и Колумбии, в теплицах и в поле, чтобы выяснить, как разные сорта реагируют на различные патотипы гриба в каждой стране, и определить генетическую основу устойчивости.

Для каждого из 316 типов бобов был создан высокоразрешающий генетический профиль на основе вариаций в их ДНК (генетических маркеров). Были идентифицированы маркеры, встречающиеся только у устойчивых к болезням растений. Эти маркеры затем использовались для прогнозирования устойчивости или восприимчивости потомства к конкретным патотипам в данной стране.

Улучшение по сравнению с классической селекцией

Метод значительно ускоряет процесс селекции. Раньше скрещивание было игрой в числа и требовало тестирования каждого растения на устойчивость. Теперь на основе генетического теста можно предсказать устойчивость растения без трудоемких полевых испытаний.

Работа также поможет сократить глобальное использование пестицидов. В Латинской Америке, где распространено применение фунгицидов, фермеры смогут их сократить. В Африке, где у многих фермеров нет доступа к пестицидам, урожайность можно увеличить без их применения.

Простая, недорогая и открытая технология

CIAT распространяет семена по различным суборганизациям для поставки селекционерам. Аналитический метод определения генетических маркеров относительно прост и недорог в применении, что делает его жизнеспособным для сельскохозяйственных лабораторий в заинтересованных странах. Тест одного генетического маркера стоит менее 0.2 CHF. Все результаты исследования доступны в открытом доступе.

Най и Штудер работали в тесном сотрудничестве с CIAT, который ведет крупнейшую в тропиках селекционную программу. В сотрудничестве с CIAT и при поддержке Всемирного центра продовольственных систем ETH Zurich группа Штудера начинает новый проект для усовершенствования метода, направленный на прогнозирование максимально возможного количества характеристик растения с помощью геномных профилей.