Стратегии ускоренной селекции киви: преодоление длительной ювенильности
Киви (Actinidia chinensis) — важная плодовая культура, но её селекция затруднена из-за длительного ювенильного периода (до 5 лет до первого цветения в теплице), больших размеров растения и низкого генетического разнообразия. Род Actinidia включает более 50 съедобных видов с нераскрытым потенциалом.
Генетическое редактирование для ускорения цветения
Ключевым препятствием является длительная ювенильность. Перспективным решением стало редактирование генов CENTRORADIALIS (CEN и CEN4) с помощью CRISPR-Cas9. У отредактированных растений A. eriantha и A. arguta наблюдались значительное карликовство и очень раннее цветение.
Для создания растений, стабильно передающих признак раннего цветения потомству, исследователи использовали конститутивную экспрессию химерного белка AcFT1, слитого с шестью копиями HA-метки (гемагглютинин). Эта конструкция, введённая в киви, дала 16 жизнеспособных трансгенных растений. Некоторые из них демонстрировали раннее верхушечное цветение — уже через 3 недели после прорастания и до 14 недель. Аналогичный результат был получен на A. arguta. Важно, что конструкция без HA-метки не приводила к жизнеспособному развитию цветков и плодов in vitro.
Стратегии ускоренной селекции
Сокращение ювенильности и непрерывное цветение открывают новые возможности:
- Внедрение раннего цветения в различные генетические фонды Actinidia через редактирование CEN4/CEN.
- Введение в эти линии целевого признака (HVT), например, качества плодов или устойчивости к болезням.
- Последующее удаление трансгена через скрещивание. Используя линии с ранним цветением, можно быстро получить улучшенное нетрансгенное потомство с нужным признаком.
- Индукция гермафродитизма с помощью специфических генов для упрощения скрещиваний.
- Применение методов in vitro удвоения хромосом для преодоления различий в плоидности, что позволяет проводить межвидовые скрещивания и создавать бессемянные сорта.
Вывод
Комбинация стратегий — редактирование CRISPR-Cas9 генов CEN, экспрессия меченого FT, манипуляции с плоидностью и индукция гермафродитизма — представляет собой многообещающий прорыв в селекции киви. Это ускоряет одомашнивание новых видов, обеспечивает стабильное производство высококачественных плодов и способствует глобальной продовольственной безопасности в условиях меняющегося климата.