Учёные раскрыли генетическую архитектуру маниока для селекции

Учёные проекта NextGen Cassava Корнеллского университета выявили новые детали генетической архитектуры маниока, что может помочь селекционерам точнее определять желаемые признаки для одной из важнейших сельскохозяйственных культур Африки.

Результаты исследования опубликованы 31 июля в журнале Plant Molecular Biology.

Учёные проанализировали большие селекционные популяции, измеренные в течение нескольких лет и этапов отбора в полевых испытаниях в разных условиях в Нигерии. Полногеномный ассоциативный анализ выявил геномные регионы, наиболее ответственные за желательные признаки маниока — культуры, которая является основным источником калорий для 500 миллионов человек в мире.

Было обнаружено более 40 локусов количественных признаков, связанных с 14 признаками, отвечающими за такие характеристики, как устойчивость к болезням, питательная ценность и урожайность. Признаки были классифицированы на четыре категории: биотический стресс, качество, агрономия растений и агроморфология.

«Наши результаты предоставляют критически важные новые записи в каталог основных локусов, доступных селекционерам маниока», — сказал Исмаил Рабби, молекулярный генетик и селекционер из Международного института тропического сельского хозяйства (IITA). «Эти маркеры должны значительно улучшить исследования маниока и предоставить ещё один мощный инструмент для инструментария селекционеров».

«Маниок — невероятно полезная продовольственная и промышленная культура сегодня и станет ещё более важной в будущем, когда изменение климата изменит сельское хозяйство повсюду, но сначала мы должны лучше понять его сложный геном», — сказал Чиедози Эгеси, директор программы NextGen и соавтор исследования.

Проект NextGen Cassava Breeding, базирующийся на факультете глобального развития, объединяет учёных разных дисциплин с передовыми технологиями и методами. Цель проекта — помочь мелким фермерам в странах Африки к югу от Сахары путём разработки, выпуска и распространения улучшенных сортов маниока.

Болезни растений и вредители, такие как мозаичная болезнь маниока (CMD) и маниоковый зелёный клещ, являются основными ограничивающими факторами производства маниока в Африке, Индии и Азии, включая Вьетнам и Таиланд. Заражение CMD может привести к потерям урожая до 82%, или более 30 миллионов тонн ежегодно.

«Полное понимание генетической архитектуры маниока — это критический шаг, необходимый для ускорения генетического улучшения и принесения долгосрочных выгод фермерам и потребителям во всём мире, которые зависят от этой культуры как источника пищи и дохода», — отметил Эгеси.

Помимо выявления новых геномных регионов, исследование также подтвердило дополнительные маркеры, связанные с ранее изученными признаками.

Данные исследования были сделаны свободно доступными через несколько коммерческих сервисов генотипирования. Учёные планируют дальнейшие исследования с использованием гермоплазмы из других регионов, включая Восточную Африку и Латинскую Америку, что, по их мнению, пополнит каталог локусов с основным эффектом, доступных для молекулярной селекции.