Внедрение передовых методов может ускорить улучшение сельскохозяйственных культур
Ученые могли бы добиться большего прогресса в улучшении сельскохозяйственных культур при более широком внедрении передовых методов, используемых для понимания механизмов адаптации растений к окружающей среде.
В перспективной статье для журнала Science Брайан Дилкс и Иван Бакстер утверждают, что современные технологии позволяют сопоставлять физиологические и генетические характеристики растений с характеристиками почвы, которые способствуют или подавляют их рост. Установление таких связей может сократить время, необходимое для улучшения растений в условиях меняющейся среды и климата.
"Эволюция уже решила проблемы адаптации растений к росту в различных условиях. Понимание этих процессов позволит нам применять эти знания для сохранения разнообразия в природных системах и повышения урожайности", — заявил Дилкс.
Большая часть состава растения (помимо углекислого газа) состоит из элементов и минералов, поглощаемых из почвы. Например, физиологические и генетические механизмы, позволяющие растению получать железо из почвы, также могут вызывать накопление других элементов. Понимание взаимодействия этих изменений — важная часть улучшения растений.
Многие исследования адаптации растений сосредоточены на одном гене и контролируемом им элементе за раз. Определение одного или нескольких генов, ответственных за конкретный признак, может занять годы или даже десятилетия.
Дилкс и Бакстер считают, что более широкое внедрение методов молекулярного фенотипирования, таких как иономика и полногеномный ассоциативный анализ (GWAS), позволит ученым работать с несколькими элементами и генами одновременно.
- Полногеномный ассоциативный анализ быстро показывает, какие гены могут быть ответственны за физические характеристики.
- Иономика изучает элементный состав растений и то, как этот состав меняется в ответ на изменения окружающей среды или генетики.
"Эксперименты с тысячами образцов теперь возможны. Мы только начали объединять эти подходы", — отметил Бакстер.