Геномная селекция в селекции яблони: потенциал для улучшения качества плодов

Селекция яблони (Malus domestica Borkh.) — ресурсоемкий и длительный процесс. Хотя выявлено множество локусов количественных признаков (QTL), связанных с внешним видом и качеством плодов, лишь немногие используются в селекции, так как многие признаки сложны и контролируются множеством QTL с малым эффектом.

Длительный ювенильный период и сложности фенотипирования усугубляют проблему, создавая потребность в повышении эффективности селекции. Исследований по применению геномной селекции (genomewide selection) в селекции яблони до сих пор мало.

В мае 2023 журнал Horticulture Research опубликовал работу "Genomewide selection for fruit quality traits in apple: breeding insights gained from prediction and postdiction".

Результаты исследования:

• Влияние факторов: И год (p < 0.001), и особь (p < 0.0001) значимо влияли на все изучаемые признаки. В среднем, год объяснял 7% изменчивости, а особь — 53%. Особь имела особенно сильный эффект на такие признаки, как красный покровный окрас и масса плода.
• Прогнозирование признаков: Способность к прогнозу (prediction ability) росла с увеличением тренировочной выборки, варьируя от 0.36 до 0.56 для разных признаков.
• Влияние SNP: Количество однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) на хромосому, признак и конкретная семья значимо влияли на точность прогноза. Наибольший прирост точности наблюдался при увеличении числа SNP с 5 до 10 на хромосому.
• Прогноз внутри семей: Точность прогноза значительно варьировала в зависимости от семьи и признака. Как правило, более крупные семьи (с большим числом фенотипированного потомства) показывали более высокую точность.
• Роль известных QTL: Включение SNP из известных QTL в модель как фиксированных эффектов иногда повышало точность прогноза, особенно для признака "красный покровный окрас".
• Постдикция (postdiction): При симуляции отбора на основе прогнозируемых значений (геномная селекция) отбраковывалось меньше особей, чем при отборе по реальным фенотипам (фенотипическая селекция). Применение разных порогов отбора (например, на основе значений сорта 'Honeycrisp' или процентилей) приводило к разному числу отбракованных особей и разной степени согласованности решений двух методов селекции.

Вывод: Исследование демонстрирует потенциал геномной селекции как мощного инструмента для прогнозирования качественных признаков плодов яблони и повышения эффективности селекционных программ.