Новые генетические достижения в селекции пшеницы направлены на повышение урожайности

Исследователи из Texas A&M AgriLife Research приближаются к определению конкретных генетических признаков пшеницы, которые могут помочь увеличить урожайность в будущем.

Как пояснил ведущий учёный доктор Шую Лю, цель работы — сузить пробел в знаниях о том, где в геноме пшеницы находятся ключевые признаки и как к ним получить доступ.

Цель и участники исследования

  • Цель: разработка улучшенных сортов пшеницы с высокой урожайностью и устойчивостью к различным стрессам в разных климатических условиях и при разной доступности водных ресурсов.
  • Команда: в исследовании участвовали группы под руководством селекционеров пшеницы доктора Джеки Радда и доктора Амира Ибрагима, генетика растений доктора Дирка Хейса и физиолога стресса сельскохозяйственных культур доктора Цинву Сюэ.

Суть работы: валидация SNP-маркеров

Исследование было сосредоточено на однонуклеотидных полиморфизмах (SNP) — наиболее распространённом типе генетической вариации. SNP действуют как биологические маркеры, помогая учёным находить гены, связанные с определённым признаком.

  • Международное сообщество селекционеров пшеницы разработало SNP-чип с 90 000 маркеров.
  • Однако только около 40 000 из них были точно картированы (привязаны к конкретным хромосомам).
  • Исследование AgriLife подтвердило 13 000 ранее картированных SNP в трёх скрещиваемых популяциях пшеницы (производных от популярных сортов TAM 111 и TAM 112) и впервые картировало 2 190 уникальных SNP.

Практические результаты и применение

  • Докторант Сильвано Очейя картировал 6 000 SNP, включая маркеры для признаков засухоустойчивости и устойчивости к вирусу полосатой мозаики пшеницы.
  • Лаборатория Лю также разработала высокопроизводительные молекулярные маркеры для устойчивости к тле Schizaphis graminum (greenbug) и пшеничному галловому клещу (wheat curl mite).
  • Подтверждённые 15 000 SNP используются для изучения сложных агрономических признаков, таких как урожайность, её компоненты и теплоустойчивость, а также устойчивости к болезням и насекомым.
  • Учёные изучают взаимодействие генов с окружающей средой, чтобы определить основные гены, контролирующие урожайность в условиях богарного земледелия и орошения.

Значение

Как отметил доктор Джеки Радд, это исследование переводит использование генетических маркеров из стадии «доказательства концепции» в реальную практику для селекции пшеницы TAM. Возможность ускоренного переноса устойчивости к тле и пшеничному галловому клещу из сорта TAM 112 в новые сорта имеет огромное значение.

Вся эта информация поможет селекционерам быстрее внедрять ключевые гены, связанные с ценными признаками, и скорее выводить новые улучшенные сорта для производителей.

2016-02-22