Геномное предсказание — перспективный подход для улучшения контроля ржавости в селекции яблок

Исследование показало, что метод геномного предсказания (genomewide prediction) является многообещающим для селекции яблок на снижение проявления ржавости (russet) — поверхностного дефекта кожицы. Этот сложный количественный признак контролируется множеством локусов с малым эффектом (small-effect QTLs).

Внешний вид критически важен для яблок, потребляемых в свежем виде (Malus domestica Borkh.). Ржавость ухудшает качество и лёжкость плодов, особенно у частично ржавеющих сортов, что ведёт к финансовым потерям.

Исследование, опубликованное в Fruit Research 12 июня 2024 года, оценило эффективность геномного предсказания для частичной ржавости в потомстве сорта "Honeycrisp".

Методы и результаты:

• Использованы высококачественные данные по однонуклеотидным полиморфизмам (947 SNPs) и трёхлетние данные по ржавости на плечике плода (shoulder) и вокруг чечевичек (lenticel).
• Наблюдалась умеренная предсказательная способность моделей: средний коэффициент корреляции (r) составил 0.28–0.35 для разных моделей и обучающих выборок.
• Для ржавости на плечике наивысшая предсказательная способность была в семье "Honeycrisp" × MN1964 (r = 0.60), наименьшая — в "Honeycrisp" × AA44 (r = 0.12).
• Для ржавости вокруг чечевичек лучший результат показала семья "Minneiska" × MN1702 (r = 0.53), худший — "Honeycrisp" × "WA 2" (r = 0.23).
• Включение ранее обнаруженных QTLs в модели в качестве фиксированных эффектов (fixed effects) не привело к значительному улучшению предсказаний.
• Ретроспективный анализ (postdiction) показал, что геномное предсказание правильно категоризировало уровень ржавости у 57% перспективных селекционных форм.

Выводы и перспективы:

• Геномный отбор (genomewide selection) для ржавости на плечике позволил сократить количество ошибок I типа (Type A misclassifications) по сравнению с отбором по маркерам (marker-assisted selection).
• Для ржавости вокруг чечевичек геномный отбор сохранил 9%–92% перспективных форм, тогда как отбор по маркерам был невозможен из-за отсутствия известных QTLs.
• По словам ведущего исследователя Эшли А. Пауэлл, геномное предсказание — перспективный подход для работы с признаком, который фенотипически невозможно оценить у потомства до завершения ювенильной фазы.

В целом, метод демонстрирует потенциал для повышения эффективности селекции яблок на сложные хозяйственные признаки.