Селекция более устойчивой сои может зависеть от выбора мест для испытаний
Соя — одна из самых важных сельскохозяйственных культур в мире, и её селекция направлена на создание сортов, которые будут хорошо расти в разных условиях. Для этого новые сорта ежегодно тестируют на множестве испытательных участков по всему Среднему Западу США. Однако новое исследование Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне показывает, что текущий выбор мест для испытаний может быть не самым эффективным с точки зрения затрат и результатов.
Традиция против эффективности
Исследователи опросили селекционеров сои из государственных университетов Среднего Запада о том, где они размещали свои испытательные участки за последние 30–40 лет.
«Мы обнаружили, что они склонны выбирать эти места немного по традиции», — сказал Николя Мартен, доцент кафедры растениеводства.
Удобство также играет большую роль. Участки часто располагаются недалеко от крупных исследовательских университетов, таких как Урбана (Иллинойс), Эймс (Айова) или Лафайет (Индиана), потому что до них легко добраться.
«Не то чтобы нам нужно было много данных именно из этих сред, но эти испытательные участки удобно расположены там, где разрабатываются сорта», — пояснила аспирантка Кэтрин Гилберт, первый автор исследования.
Новые карты для селекционеров
Команда проанализировала долгосрочные климатические данные и записи испытаний сои, чтобы создать два новых набора карт. Эти карты должны помочь селекционерам стратегически планировать размещение и использование испытательных участков:
- Карта для общей адаптации: Представляет типичные условия выращивания и помогает отбирать «универсальные» фенотипы, которые хорошо показывают себя в большинстве условий.
- Карта для специализированной адаптации: Делает акцент на разнообразии условий, оптимизируя отбор «специализированных» фенотипов, которые преуспевают в конкретных средах.
«Селекционные программы могут придерживаться разных философий, — отметил Мартен. — Одна из них — имитировать условия, в которых выращивает большинство фермеров. Другие стремятся избежать дублирования условий на участках, где вы испытываете сорта. Если вы помещаете их в разнообразные условия выращивания, вы видите, какие из них более устойчивы».
Необходимость перераспределения
Анализ показал, что в обоих случаях селекционерам необходимо перераспределить сеть испытательных участков. Для оптимизации потребуются довольно радикальные изменения, включая полное открытие и закрытие участков, а также отказ от сотен сортов в одних регионах и добавление их в других.
- Для отбора на общую адаптацию следует расширить испытания в южной Миннесоте, Айове и восточной Южной Дакоте.
- Для отбора на специализированную адаптацию нужно добавить больше испытательных участков в Небраске и снова в Южной Дакоте.
Учёт меняющегося климата и будущие перспективы
Большинство селекционеров, с которыми поделились результатами, заявили, что учтут эту информацию при принятии решений о перемещении, открытии или закрытии испытательных участков.
Подход, основанный на том, насколько хорошо испытательная сеть представляет среду выращивания сои (а не на традиции или удобстве), позволяет новым картам лучше учитывать меняющийся климат.
«Мы надеемся, что наш подход поможет селекционным программам в будущем отбирать более устойчивые сорта», — сказала Гилберт.
Мартен добавил: «Предлагаемый протокол выбора участков не только повышает точность испытаний сортов, но и открывает двери для новых регионов, исследующих адаптацию сортов сои».
Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Plant Science.