Укрепление клубничных полей: новые генетические данные для борьбы с опасным почвенным заболеванием

Клубника во всем мире серьезно страдает от почвенного грибкового патогена Macrophomina phaseolina, который резко снижает урожайность. После отказа от традиционных почвенных фумигантов, таких как метилбромид, существует острая необходимость в усилении генетической устойчивости к этому патогену.

Механизм устойчивости сложен на генетическом уровне, что создает значительные препятствия для традиционных методов селекции. Следовательно, существует настоятельная необходимость в углубленных исследованиях для разработки сложных генетических стратегий.

Исследование, проведенное Департаментом наук о растениях Калифорнийского университета в Дэвисе и опубликованное в Horticulture Research 3 января 2024 года, показывает, как фенотипический отбор в условиях стресса может быстро усилить устойчивость к болезням у клубники.

Исследователи использовали полногеномный поиск ассоциаций (GWAS) и современные геномные инструменты, чтобы раскрыть механизм устойчивости, идентифицировав несколько ключевых локусов устойчивости.

Исследование предлагает всесторонний анализ генетической устойчивости к Macrophomina у клубники, показывая, что это сложный полигенный признак, на который влияют многочисленные локусы. Используя передовые геномные технологии, включая GWAS, исследователи определили эти важные локусы устойчивости.

Это позволило эффективно "складывать" благоприятные аллели, значительно повысив уровень устойчивости в селекционной популяции с 1% до 74% всего за два цикла отбора. Применяя методы геномной селекции и моделируя условия стресса в процессе селекции, исследователи достигли быстрых генетических улучшений.

Применение высокопроизводительного генотипирования и стратегического "складывания" аллелей улучшило идентификацию и использование ключевых генетических элементов, усовершенствовав стратегию селекции для быстрого создания устойчивых сортов клубники.

Доктор Стивен Дж. Напп, ведущий автор исследования, заявил: "Это исследование не только продвигает наше понимание генетической устойчивости, но и устанавливает модель для прогностических подходов к селекции, которые могут быть использованы для других культур, сталкивающихся с аналогичными проблемами".

Значение этого исследования выходит за рамки клубники, предоставляя шаблон для решения проблем болезней у других культур с помощью геномной селекции. Этот метод может изменить то, как селекционеры управляют устойчивостью к болезням, уменьшая зависимость от химических обработок и повышая устойчивость сельскохозяйственных культур.

Кроме того, выращивание устойчивых к болезням сортов клубники может значительно повысить как урожайность, так и качество, что принесет существенную пользу как производителям, так и потребителям.