Ключи к прорыву в селекции гибридной пшеницы

Новое исследование, проведенное учеными из Университета Западной Австралии (UWA) совместно со специалистами компании Limagrain, может революционизировать производство пшеницы. Были идентифицированы три гена, которые позволят выводить гибридные сорта пшеницы с более высокой урожайностью, лучшей устойчивостью к болезням и стрессам окружающей среды.

Исследование, опубликованное в Nature Communications, определило гены, необходимые для крупномасштабной селекции гибридной пшеницы: Rf1, Rf3 и orf279.

Гибридные культуры ценятся за их агрономические преимущества и часто дают более высокие и стабильные урожаи. Однако, несмотря на то что пшеница — одна из важнейших продовольственных культур (пятая часть калорий в мире), коммерческое производство гибридных семян пшеницы остается сложной задачей.

Создание гибридов требует контроля над способностью растения к самоопылению, включая индукцию стерильности и последующее восстановление фертильности у конечного гибридного продукта. Генетическая сложность пшеницы делала этот процесс трудным.

Ведущий автор работы доктор Джоанна Мелонек (ARC Centre of Excellence in Plant Energy Biology, UWA) сообщила о критически важном открытии двух генов Restorer of fertility (Rf) — Rf1 и Rf3. Эти гены отвечают за восстановление фертильности у стерильных растений пшеницы, «включая» производство пыльцы.

Профессор Ян Смолл, руководивший исследованием в UWA, отметил, что идентификация этих Rf-генов — ключ к ускоренному созданию родительских линий пшеницы для скрещивания и получения гибридных сортов.

Неожиданным открытием стало то, что ген orf279 ответственен за «выключение» производства пыльцы и вызывает стерильность. Ранее этот ген упускали из виду, так как считалось, что стерильность вызывает другой ген.

Паскуаль Перес из Limagrain (четвертой по величине семеноводческой компании в мире) отметил, что потенциал гибридной селекции пшеницы был признан еще в XIX веке, но технологии не получили широкого распространения из-за сложностей в производстве гибридов.

Новое понимание генетической основы стерильности и восстановления фертильности у пшеницы станет драйвером для создания эффективных систем производства гибридов и будет крайне ценно для селекционных компаний.

«Наши открытия — это достижение, которого селекционеры ждали десятилетиями. Это настоящая игра, которая поможет ускорить развитие крупномасштабного производства гибридных семян пшеницы», — заявил профессор Смолл.