Генетическое картирование проса
В полузасушливых тропиках Азии и Африки условия для сельского хозяйства сложные. Культуры должны иметь короткий вегетационный период, выживать на бедных почвах и переносить стрессы окружающей среды.
Здесь на помощь приходит просо.
Почти 97% мирового урожая проса производится в развивающихся странах. Просо — это разнообразная группа зерновых культур с высоким содержанием питательных веществ.
Однако, как отмечает исследователь Мэттью Джонсон из Университета Джорджии, просо в значительной степени игнорировалось современными генетическими исследованиями. В новой работе Джонсон и его коллеги из Индии создали одни из первых генетических ресурсов для трёх различных разновидностей проса.
Создание генетических ресурсов для малоизученных культур позволяет лучше использовать генетическое разнообразие внутри семейства. Это может привести к выведению новых сортов. Результаты работы дадут исследователям инструменты для создания лучших сортов проса для фермеров.
Большинство фермеров, выращивающих просо, — мелкие землевладельцы (менее пяти акров). Просо имеет решающее значение для их средств к существованию, поскольку может расти на маргинальных землях и требует меньше воды, чем большинство культур.
Просо также растёт намного быстрее других основных культур. Это важно, потому что фермеры могут посеять просо, если погода или стихийные бедствия приведут к гибели первоначальных посевов, и получить хоть какой-то урожай.
Команда Джонсона секвенировала и проанализировала ДНК трёх видов проса: кодо (kodo), просо мелкое (little) и просо посевное (proso). Эти культуры имеют относительно мало разработанных для них ресурсов.
Исходный растительный материал был получен из Международного научно-исследовательского института сельскохозяйственных культур для полузасушливых тропиков в Индии. Целью исследователей было лучше понять генетическое разнообразие внутри и между каждой разновидностью проса. Понимание этого разнообразия — важный шаг в создании улучшенных сортов.
Учёные обнаружили крошечные различия в последовательностях ДНК различных растений. Эти генетические различия могут быть связаны с такими характеристиками, как засухоустойчивость и скорость роста.
Генетика и полевые испытания идут рука об руку. Выращивание разных видов проса даёт информацию об урожайности, времени цветения и других характеристиках. Эти результаты необходимо сопоставить со знанием генетического родства растений проса.
Сопоставляя полевые результаты и генетические данные, исследователи могут выявлять желаемые признаки и разрабатывать улучшенные сорта, совершенствуя их из года в год.
Важной частью селекции является понимание того, как существующие сорта связаны друг с другом. Исследование показало, что предыдущее понимание родства разновидностей проса не всегда отражало их генетику.
Существующие классификации были сделаны на основе физических характеристик, но оказалось, что они могут неточно отражать близкое генетическое родство. Это похоже на попытку классифицировать генетическое родство людей по цвету волос. Цвет волос генетически обусловлен, но есть гораздо больше факторов, определяющих родство. Иногда у родных братьев и сестёр разный цвет волос, но они будут более тесно связаны друг с другом, чем с незнакомцем, у которого такой же цвет волос.
Раскрытие базовой генетики, как в этом исследовании, может помочь селекционерам выводить сорта проса с желаемыми физическими характеристиками. Просо — отличная культура, которая может разнообразить наш рацион и внести вклад в источники продовольствия и продовольственную безопасность по мере изменения климата.