Выявление растений с высокой рекомбинацией для селекции
Исследователи из Генриха Гейне в Дюссельдорфе разработали метод, позволяющий выявлять в природных популяциях генотипы растений с высокой рекомбинационной активностью («highly recombinogenic individuals»). Метод был успешно протестирован в крупном эксперименте на ячмене и опубликован в Plant Biotechnology Journal.
Суть метода и исследования
- Цель: Ускорить селекцию, создавая максимальное количество генетических комбинаций за короткое время. Ключевую роль в этом играет естественный процесс рекомбинации — «перетасовки» генов родителей при половом размножении, которая создает генетические мозаики в потомстве.
- Подход: Вместо искусственного внедрения признака высокой рекомбинации с помощью генной инженерии ученые нашли способ идентифицировать такие генотипы среди естественных вариаций.
- Эксперимент: Исследователи проанализировали 45 популяций ярового ячменя (около 100 особей в каждой), изучив около 50 000 молекулярных маркеров у потомства, чтобы определить, как «перемешались» геномы родителей.
Ключевые результаты
- Разная активность: Степень генетического «перемешивания» (вариабельность мозаик) между разными популяциями может различаться в 2,5 раза.
- Роль родителя: 90% вариации рекомбинации в потомстве можно объяснить влиянием отдельного родителя. Это означает, что если популяция высоко рекомбинирована, один или оба ее родителя обладают этим свойством.
- Прогнозируемость: Компьютерное моделирование показало, что различия в скорости рекомбинации можно предсказать с точностью около 80%.
Значение для селекции
Новый метод позволяет гораздо эффективнее планировать программы селекционного отбора и ускорять выведение новых сортов растений и пород животных без искусственного изменения генома.
Как отмечает профессор Бенджамин Штих, это особенно важно для адаптации сельского хозяйства к изменению климата: «Нам нужны новые вариации известных пищевых растений, которые лучше справляются с новыми условиями окружающей среды. Систематически выводя высокорекомбиногенные генотипы, мы можем затем получать значительно больше вариантов в скрещивании и отбирать из них наиболее перспективные растения».