Выведен более устойчивый и питательный сорт пшеницы
Исследователи сообщили о новом сорте пшеницы, который сочетает повышенную питательную ценность с повышенной устойчивостью к стрессу. В работе также был протестирован метод селекции, который может сократить затраты и время по сравнению с традиционными подходами.
Новый сорт содержит более высокие уровни естественного углевода — фруктанов.
«Пшеница с повышенным содержанием фруктанов может быть более устойчивой к климатическим стрессам в определённых ситуациях, таких как высокая засолённость или низкие температуры», — говорит Линн Венстра из Корнеллского университета.
Фруктаны — это длинные цепи сахара фруктозы. В отличие от свободной фруктозы, они не перевариваются человеком, являясь хорошим источником растворимой клетчатки. Потребление продуктов с высоким содержанием фруктанов способствует здоровой микрофлоре кишечника. В США значительная часть суточного потребления фруктанов приходится на продукты из пшеницы (например, хлеб), что делает создание высокофруктановой пшеницы важной задачей.
«Нам не пришлось бы обогащать продукты из пшеницы фруктанами или клетчаткой из других источников — эта пшеница уже содержала бы более высокие уровни фруктанов», — отмечает Венстра.
Однако выведение такой пшеницы традиционными методами требует много времени и ресурсов, в основном из-за длительного процесса фенотипирования — измерения характеристик урожая, таких как уровень фруктанов или урожайность.
Для ускорения процесса исследователи протестировали метод геномной селекции. Этот метод использует относительно небольшую «обучающую» выборку растений, для которой собираются данные как фенотипирования, так и генетического анализа. Эти данные используются для обучения статистической модели, которая в дальнейшем может предсказывать характеристики растений (например, уровень фруктанов) исключительно на основе их генетических данных.
«Это позволяет вести селекцию без необходимости сбора данных по наблюдаемым характеристикам», — поясняет Венстра.
Геномная селекция экономит время и ресурсы, поскольку работа с небольшой обучающей выборкой ускоряет фенотипирование, а генетическое тестирование часто проводится быстрее, чем измерение характеристик урожая.
Одним из рисков метода является возможное инбредное скрещивание, которое снижает генетическое разнообразие и повышает уязвимость культур к болезням. Исследователи протестировали два разных подхода в рамках геномной селекции и обнаружили, что один из методов позволяет получить пшеницу с более высоким содержанием фруктанов, сохраняя при этом генетическое разнообразие.
«Я считаю, что это самое важное открытие данного исследования: геномную селекцию можно использовать для селекции на питательные качества», — говорит Венстра.
Следующие шаги включают изучение стабильности фруктанов в новом сорте во время пищевой переработки (например, при выпечке хлеба, где дрожжи могут разлагать фруктаны с разной скоростью).
«Я считаю, что высокофруктановая пшеница принесёт пользу как производителям, так и потребителям. Для фермеров такие сорта потенциально более устойчивы к климатическим стрессам, а для потребителей продукты из такой пшеницы могут положительно влиять на здоровье кишечника», — резюмирует Венстра.
Исследование опубликовано в журнале Crop Science.