Исследователи ищут сложные генетические связи для улучшения селекции сельскохозяйственных культур и животных

Ураганный derecho, поваливший кукурузу в Айове в августе 2020 года, стал катастрофой для фермеров, но также предоставил естественный эксперимент для исследователей из Университета штата Айова. Они обследовали поля после шторма, чтобы оценить устойчивость растений.

Сильный ветер вызвал массовое полегание — когда стебель ломается или корневая система не удерживает растение. Генетика прочности стебля кукурузы хорошо изучена, но мало исследований посвящено устойчивости корней к полеганию. Проанализировав наблюдения за генотипированными опытными участками после урагана, исследователи выявили 118 генов, которые могут влиять на устойчивость корневой системы кукурузы.

Исследование, опубликованное в журнале Plant Physiology, показывает, как современный статистический анализ помогает находить скрытые взаимосвязи между генетическим кодом и сложными хозяйственно важными признаками в растущих массивах данных селекционеров.

Генетика — краеугольный камень селекции, но исследования «от генома к феномому», основанные на инновационном статистическом анализе и моделировании, дают более глубокое понимание, необходимое для удовлетворения будущих потребностей сельского хозяйства.

Разведение более устойчивых к болезням и изменяющимся погодным условиям культур и животных — сложная и неотложная задача. Более глубокий анализ данных может ускорить адаптацию.

Статистическая детективная работа

Поиск ассоциаций между геномными и феномными наборами данных часто осложняется влиянием среды и другими мешающими факторами. В исследовании полегшей кукурузы ученые изначально не могли обнаружить генетические причины полегания корней. Статистики нашли гены, представляющие интерес, только после включения в модели состояния соседних растений, которое влияло на эффект экстремального ветра.

Статистические модели интегрируют несколько методов сканирования больших наборов данных, учитывают многочисленные источники вариации и используют стратегии для более эффективной обработки. Такой подход похож на поиск книги в библиотеке по системе Десятичной классификации Дьюи вместо просмотра всех полок подряд.