Крупномасштабная геномика повысит урожайность, устойчивость к климату и качество пшеницы
Международная группа учёных, используя полную карту генома пшеницы, опубликованную в 2018 году, и данные полевых испытаний селекционных линий в нескольких странах, выявила новые значимые хромосомные регионы, связанные с урожайностью и устойчивостью к болезням. Создан свободно доступный набор генетической информации и маркеров для более чем 40 000 линий пшеницы.
Результаты, опубликованные в Nature Genetics, ускорят глобальные усилия по выведению более продуктивных и устойчивых к изменению климата сортов хлебной пшеницы. Эта критически важная для продовольственной безопасности культура находится под угрозой из-за повышения температур, быстро эволюционирующих грибковых патогенов и учащающихся засух.
Глобальная сеть и значение пшеницы
- Работа напрямую связывает референсную карту генома пшеницы с полевыми данными глобальной селекционной сети Международного центра улучшения кукурузы и пшеницы (CIMMYT).
- Эта сеть связана с более чем 200 селекционными программами по всему миру, и её вклад есть в сортах, засеивающих почти половину мировых посевных площадей пшеницы.
- Пшеница — основной продукт питания для более 2,5 млрд человек, обеспечивающий 20% пищевых калорий и белка в мире.
Вызовы и новые методы
Современные вызовы включают повышение температур, экстремальные погодные явления, распространение болезней и истощение ресурсов. Исследование открывает путь для применения геномной селекции (подхода, изменившего молочное животноводство) в селекции пшеницы.
- Использование молекулярных маркеров удешевляется, в то время как полевое тестирование тысяч растений остается дорогим.
- Отбор на основе полногеномных маркеров позволяет точнее выявлять перспективные линии на ранних этапах и тестировать растения в теплицах, дополняя и оптимизируя полевые испытания.
Ключевые выводы исследования
- Геномная селекция может быть особенно эффективна для улучшения качества зерна и устойчивости к стеблевой ржавчине, патоген которой эволюционирует.
- Улучшенные сорта пшеницы от CIMMYT и партнёров накопили множественные генетические варианты, способствующие повышению урожайности.
- Результаты будут способствовать будущим открытиям генов, молекулярной селекции и геномному редактированию пшеницы.
Высокоурожайные и климатически устойчивые сорта пшеницы станут ключевым компонентом устойчивой интенсификации производства продуктов питания. Крупномасштабная геномика сыграет решающую роль в их создании и в противостоянии климатическим и болезненным угрозам продовольственной безопасности.