Гибриды маниока на основе инбредных родителей обещают повысить эффективность и устойчивость

Исследовательская группа предложила стратегию гибридной селекции маниока на основе инбредных родителей, чтобы преодолеть проблемы использования гетерозиготных родителей. Цель — трансформировать селекцию маниока путём очистки от вредных мутаций и использования гетерозиса. Этот подход использует самосовместимость культуры, технологии индукции цветения и получения удвоенных гаплоидов, а также достижения геномики.

Понимание инбредной депрессии, создание инбредных или удвоенных гаплоидных родителей, очистка генетического груза и формирование гетерозисных пулов — эта инновационная стратегия обещает сделать селекцию маниока более эффективной, экономичной и быстрой, повысив адаптивность и устойчивость культуры для значительного вклада в борьбу с голодом и бедностью.

Маниок — жизненно важная культура для продовольственной безопасности и дохода в тропических регионах, ценимая за устойчивость к климату и продуктивность. Несмотря на важность, исследования маниока отставали. Недавний прогресс благодаря инвестициям в проект NextGen Cassava сосредоточен на селекции с помощью геномики. Однако проблемы остаются из-за необходимости скрещивания гетерозиготных родителей, что ведёт к высокому генетическому грузу.

Исследование, опубликованное в Tropical Plants 22 мая 2024 года, предлагает гибридную селекцию маниока на основе инбредных родителей, чтобы повысить точность прогнозируемой селекции и ускорить создание желаемых сортов.

Авторы подчеркнули значимость такого подхода для маниока — ключевой культуры для производства углеводов в тропиках. Селекция на основе инбредных родителей прокладывает путь к устойчивому и resilient производству маниока, повышая эффективность, адаптивность и рентабельность, что вносит вклад в борьбу с голодом и бедностью в условиях климатического кризиса.

Исследователи выделили две основные проблемы традиционного рекуррентного отбора для создания новых сортов: высокую стоимость испытаний урожайности и длительность селекционного процесса. Инбредная депрессия, связанная с гетерозиготными родителями, делает невозможным интеграцию важных признаков с помощью бэккроссов.

В ответ они предложили инновационный подход — гибридную селекцию маниока на основе инбредных родителей. Он направлен на трансформацию селекции путём внедрения интрогрессии признаков на основе бэккроссов, эффективной очистки от вредных мутаций и систематического исследования и использования гетерозиса. Также была проанализирована осуществимость этого подхода для маниока.

Маниок самосовместим, что является фундаментальным требованием для такой стратегии. Кроме того, прогресс в технологиях индукции цветения, получения удвоенных гаплоидов (DH), достижения геномики и глобальная сеть коллабораций предоставляют инструменты для эффективной, точной и ускоренной гибридной селекции на основе инбредных родителей.

Наконец, исследователи предложили четыре ключевых направления для начальной фазы работ: изучение инбредной депрессии, создание инбредных или удвоенных гаплоидных родителей, очистка генетического груза и формирование гетерозисных пулов.

По словам ведущего исследователя Сяофэя Чжана: «Совместными усилиями и глобальным сотрудничеством гибридная селекция маниока на основе инбредных родителей трансформирует селекцию и производство маниока, обеспечивая устойчивость и адаптивность для значительного вклада в борьбу с голодом и бедностью во время климатического кризиса».

В итоге: селекция с помощью геномики улучшила отбор маниока, но гетерозиготные родители мешают эффективной интрогрессии признаков. Данное исследование предлагает гибридную селекцию на основе инбредных родителей, используя самосовместимость культуры, технологии индукции цветения и получения удвоенных гаплоидов вместе с достижениями геномики.

Этот подход обещает повысить эффективность, адаптивность и рентабельность селекции маниока, внося значительный вклад в продовольственную безопасность и сокращение бедности в условиях изменения климата.