Расшифровка генетического кода яблок: раскрыты гены формы и размера
Индустрия яблок сталкивается с проблемой генетического единообразия: доминирование нескольких сортов сужает генетическую базу. Это снижение разнообразия, усугубляемое непредсказуемым влиянием изменения климата на качество и урожайность плодов, подчеркивает необходимость расширения генетического разнообразия в культивировании яблок.
Существует критическая потребность в сортах, устойчивых к стрессу окружающей среды и коммерчески жизнеспособных. В связи с этим углубленное изучение генетических детерминант ключевых признаков — размера и формы плода — крайне важно.
Исследование Центра исследований в области сельскохозяйственной геномики (CRAG), опубликованное 19 декабря 2023 года в Horticulture Research, применило полногеномный анализ для выявления генов, связанных с размером и формой плодов яблони.
Исследование основано на обширном наборе данных, охватывающем 355 генотипов яблони из европейской коллекции REFPOP (534 генотипа, представляющих современный европейский селекционный материал).
С помощью полногеномного ассоциативного анализа (GWAS) команда идентифицировала 59 однонуклеотидных полиморфизмов (SNPs), связанных с этими признаками, и обнаружила 71 количественный нуклеотид признака (QTN), распределенный по хромосомам (кроме хромосом 10 и 15). Открытие 34 QTNs, влияющих на размер, и 37 — на форму, пролило новый свет на генетическую сложность этих признаков.
Особое внимание в исследовании уделено генам MdOFP17 и MdOFP4, которые демонстрируют различный уровень экспрессии у сортов с разной формой плодов, что указывает на их ключевую роль в развитии плода. Анализ данных RNA-seq подтверждает роль этих генов в регуляции формы, предоставляя генетическую основу для фенотипического разнообразия сортов.
Тщательное изучение генетической архитектуры признаков плода яблони не только обогатило научное понимание, но и предоставило конкретные генетические маркеры, которые могут усовершенствовать и ускорить процесс селекции.
Доктор Мария Хосе Арансана, автор-корреспондент исследования, подчеркивает: «Наши результаты открыли путь к более целенаправленному подходу в селекции яблок, сосредоточенному не только на повышении урожайности и устойчивости к болезням, но и на удовлетворении предпочтений потребителей в отношении конкретных характеристик плодов, таких как размер и форма».
Идентификация этих генетических маркеров может революционизировать селекцию яблок, позволив создавать новые сорта, сочетающие визуальную привлекательность со способностью адаптироваться к различным климатическим условиям и устойчивостью к болезням. Это генетическое понимание может направить производство яблок в сторону большей устойчивости и значительно изменить ландшафт отрасли.