Выведение улучшенного сорта нута
Нут — важная сельскохозяйственная культура и продукт питания в Индии, используемый практически ежедневно. Индия является крупнейшим производителем, потребителем и импортером нута. Культура ценна высоким содержанием белка, клетчатки, витаминов и минералов.
Несмотря на ежегодный урожай около 12 миллионов тонн, общая урожайность нута в стране со временем почти не увеличивалась. При этом потребность в нём для растущего населения продолжает расти.
Именно поэтому группа исследователей из нескольких научных институтов Индии работает над созданием высокоурожайных сортов нута. Результаты недавно опубликованы в журнале The Plant Genome.
«Высокоурожайные сорта помогут мелким фермерам получить больше продукции и увеличить доход, — говорит Раджив Варшни, член Crop Science Society of America. — Важно разрабатывать улучшенные сорта, устойчивые к засухе и способные удовлетворить спрос».
Со временем производство нута в Индии сместилось из северных регионов в центральные и южные, где меньше воды. Это усугубляется влиянием изменения климата на мировое сельское хозяйство.
Варшни и его коллеги поставили задачу вывести новые сорта нута с засухоустойчивостью и более высокой урожайностью. Они использовали генетические методы для селекции нескольких признаков устойчивости к засухе, сфокусировавшись на популярных среди фермеров сортах.
Команда применила распространённый метод интрогрессии, при котором популярный сорт скрещивается с сортом, обладающим желаемыми признаками. После серии оценок и повторных скрещиваний селекционеры получили улучшенный сорт нута с нужными характеристиками.
«Однако этот традиционный процесс не очень точен, и в нём селекционерам приходится отбирать огромное количество растений в полевых условиях, — объясняет Варшни. — Например, если в сезон выпадает много дождей, отбор на засухоустойчивость провести невозможно. Это губит весь эксперимент».
Чтобы решить эту проблему, исследователи использовали метод маркер-опосредованного бэккроссинга. Он использует лабораторные техники для детекции генетических маркеров — сегментов ДНК, связанных с определёнными характеристиками растений или агрономическими признаками, желательными для фермеров.
Возможность выявлять нужные признаки растений в лаборатории с помощью генетических маркеров устраняет необходимость ежегодных масштабных полевых испытаний. Это делает селекционный процесс точным, быстрым и экономически эффективным.
Работа позволила внедрить засухоустойчивость в три популярных сорта нута. В целом исследователи создали шесть линий нута с более высокой урожайностью в условиях засухи. Одна линия, Pusa Chickpea 10216, уже выпущена для использования индийскими фермерами.
«Мы работали с уже выпущенными элитными сортами, которые предпочитают фермеры, — говорит Варшни. — Улучшая их, мы повышаем вероятность их быстрого внедрения».
«Здесь мы продемонстрировали успешное использование генетических маркеров для создания засухоустойчивых сортов нута. Мы хотели бы, чтобы такая селекция применялась нашими национальными партнёрами в больших масштабах в Индии, Эфиопии, Кении, Танзании и других странах».
Это исследование демонстрирует общественную пользу подобной генетической работы. Поддержание сильной общественной поддержки и финансирования исследовательского процесса позволяет проводить такие работы.
«Работа показывает, как исследования в области геномики можно использовать для разработки лучших высокоурожайных и засухоустойчивых сортов», — заключает Варшни.