Исследование открывает путь к более эффективной селекции картофеля
Сложность селекции картофеля связана с его генетикой: большинство сортов — тетраплоиды (имеют четыре копии каждой хромосомы). Чтобы желаемые признаки стабильно передавались потомству, родительские растения должны быть гомозиготными (иметь идентичные версии генов на всех хромосомах). Достичь этого у диплоидного картофеля можно за один цикл самоопыления — этап фиксации.
Самоопыляемость у культивируемых сортов
Для фиксации изучался признак самоопыляемости (способность диплоидного картофеля опыляться собственной пыльцой). Ключевое открытие: ген Sli, ответственный за это свойство, уже широко присутствует в современных тетраплоидных сортах картофеля. Ранее считалось, что он есть только у дикого вида Solanum chacoense. Это означает, что для селекции не нужно привлекать дикий материал, а низкая фертильность пыльцы у многих диплоидов является основным ограничением для селекционера.
Скрещивание диплоидных и тетраплоидных родителей
Тетраплоидные сорта обладают улучшенными хозяйственными признаками. Чтобы скрестить их с диплоидными родителями, несущими фиксированный набор генов, используется явление образования нередуцированной пыльцы. При сбое в процессе деления клеток диплоидное растение производит пыльцу с нередуцированным (удвоенным) набором хромосом, которая может успешно оплодотворить яйцеклетку тетраплоида. В исследовании были локализованы основные наследственные факторы, регулирующие этот процесс. Реституция хромосом — второй ключевой этап предлагаемой стратегии.
«Третий путь» в селекции
Предлагаемая двухэтапная стратегия (фиксация + реституция) позволяет:
- Использовать эффективность одного цикла самоопыления для фиксации признаков у диплоидов.
- Избежать инбредной депрессии (потери жизнеспособности), которая возникает после многократных самоопылений и является большой проблемой для создания полностью гомозиготных линий при гибридной селекции на истинных семенах.
Этот подход представляет собой «средний путь» между традиционной селекцией и схемой гибридной селекции на истинных семенах, работая с частично инбредными линиями.
Исследование продолжает многолетнюю работу генетиков Вагенингенского университета и направлено на перевод полученных знаний в практические инструменты для селекционных компаний с целью создания более продуктивных и устойчивых сортов картофеля.