Генетический прорыв в изучении тропической травы может помочь создать экологичные животноводческие фермы
Исследователи из Международного центра тропического сельского хозяйства (CIAT) показали, что травы рода Brachiaria могут снижать выбросы парниковых газов от крупного рогатого скота и повышать продуктивность. Селекция улучшенных сортов может усилить эти экологические и экономические выгоды.
Генетик Маргарет Уортингтон (CIAT и Университет Арканзаса) с коллегами создали первую плотную молекулярную карту B. humidicola — выносливой и экологичной кормовой травы. Они также определили гены-кандидаты, ответственные за механизм бесполого размножения растения (апомиксис), что является огромным преимуществом для селекционеров. Результаты опубликованы в январе в журнале BMC Genomics.
«Идея в том, чтобы создать лучшую культуру с меньшими затратами времени и денег и быстрее передать её фермерам», — сказала Уортингтон. — «Используя этот молекулярный маркер, вы повышаете шансы найти тот редкий удачный экземпляр».
Традиционные методы селекции Brachiaria сложны, требуют много времени и средств:
- Один метод включает выращивание растения до семян и их микроскопический анализ для определения типа размножения.
- Другой — выделение зародышей растения для аналогичного исследования. Оба метода занимают много недель, требуют значительного финансирования и работы высококвалифицированных специалистов.
Апомиксис (бесполое размножение через семена) — ключ к созданию новых сортов для широкого использования. Растения, размножающиеся апомиксисом, сохраняют одни и те же признаки из поколения в поколение, «фиксируя» желаемые характеристики, такие как засухоустойчивость или высокая питательная ценность.
Ускорение селекции
С новым молекулярным маркером селекционеры могут проводить быстрый и недорогой тест на стадии проростков, чтобы определить, размножается ли растение апомиксисом. Результаты доступны через пару недель. Это позволяет отбирать для испытаний только растения с апомиксисом, концентрируя время и ресурсы на тех, что имеют потенциал для создания новых сортов.
Brachiaria часто считали «сиротской культурой» из-за недостатка инвестиций в исследования, но её потенциал для повышения продуктивности и экологичности тропических ферм хорошо известен. Одно из недавних исследований показало, что B. humidicola особенно эффективно снижает выбросы закиси азота (мощного парникового газа) из почвы после попадания на неё мочи скота.
Селекционеры также ценят апомиксис для мелких фермеров в развивающихся странах, у которых ограничены ресурсы. Улучшенные сорта трав, производящие достаточное количество семян, сохраняющих признаки, устраняют необходимость покупать новые семена для каждой посадки, что является потенциальным финансовым барьером.
«Этот прорыв позволяет ускорить нашу селекционную программу по множеству признаков, включая создание тропических кормовых трав, которые могут помочь снизить выбросы парниковых газов и сделать сельское хозяйство более экоэффективным», — сказал Джо Том, старший научный сотрудник CIAT и соавтор исследования.
«Это открытие представляет собой веху на пути к разработке технологий смягчения последствий в секторе животноводства», — добавил Хакобо Аранго, соавтор, эколог из CIAT и ведущий автор следующего оценочного доклада МГЭИК по смягчению изменения климата.