Дослідження відкривають шлях до більш ефективного вирощування картоплі
Мрія кожного селекціонера картоплі – об'єднати всі бажані характеристики, які зможуть зробити картопля більш продуктивною та стійкою до впливу зміни клімату, хвороб та шкідників. Однак цей процес далеко не простий через складну генетичну структуру картоплі та її природу ауткросінгу. Проте к.т.н. Кандидат Корентін Клот з Університету Вагенінгена та досліджень зробив низку відкриттів, пов'язаних із статевим розмноженням картоплі, які можуть спростити селекцію цієї важливої культури.
Картопля є однією з основних сільськогосподарських культур у всьому світі, тому дуже важливо створювати сорти, що поєднують у собі чудові якості зі стійкістю до хвороб та шкідників. Проте, як пояснює Корентен Клот, шлях створення цих сортів складний.
«Більшість сортів картоплі тетраплоїдні, що означає, що вони мають чотири копії кожної хромосоми, кожна з яких містить свою власну спадкову інформацію».
Ця генетична складність створює проблему, коли справа доходить до передачі бажаних ознак від схрещування батьків їхньому потомству. Клот каже: «Щоб гарантувати, що ці ознаки можуть бути передані у наступному поколінні загалом, батьки мають бути гомозиготними. Це означає, що ідентичні версії гена є на всіх хромосомах. Це легко досягається у диплоїдної картоплі за допомогою одного раунду самозапліднення. Ми називаємо це першим кроком фіксації».
Самосумісність у культурних сортів
Щоб забезпечити фіксацію, Клот досліджував властивість самосумісності. Це рідкісна здатність диплоїдної картоплі запліднювати себе власним пилком. Першого року роботи над докторською дисертацією. Клот зробив дивовижне та важливе відкриття. Він виявив, що ген, що бере участь у самосумісності, - так званий ген Sli - вже присутній в сортах тетраплоїдних картоплі.
«У попередніх дослідженнях ген Sli був описаний лише диплоїдного дикого виду Solanum chacoense. Я виявив, що цей ген широко присутній у сучасних сортах картоплі. Це одразу ж призводить до другого висновку: ми думали, що самосумісність — рідкість, але якщо ген Sli поширений повсюдно, то це означає, що фертильність. пилку багатьох диплоїдів є серйозним вузьким місцем для селекціонера. "
Схрещування диплоїдних та тетраплоїдних батьків.
Порівняно з диплоїдною картоплею тетраплоїдні сорти покращені за багатьма якісними ознаками та мають високу товарну врожайність. Таким чином, Клот шукав спосіб схрещувати тетраплоїдні сорти з диплоїдними батьками, які могли б передати свій фіксований набір ознак.
«Зазвичай схрещування батьків з різним рівнем плоїдності неможливе. Коли формуються гамети (репродуктивні клітини, ред.), генетичний матеріал поділяється вдвічі. Пилок диплоїдного батька міститиме по одній копії кожної хромосоми, а яйцеклітини тетраплоїдний різновид — дві копії кожної хромосоми. Триплоїдні зародки, отримані в результаті такого схрещування, не можуть розвинутись у насіння».
Однак, якщо під час виробництва пилку скоротити вдвічі число хромосом не вдасться, диплоїдний батько вироблятиме «нередукований пилок», який може успішно запліднити яйця тетраплоїду, каже Клот.
«Хоча це явище вже емпірично використовувалося селекціонерами, було незрозуміло, як генетично регулюється відновлення хромосом під час формування гамет. Тепер я локалізував основні спадкові фактори, що сприяють цій ознакі. Після фіксації ця реституція хромосом є другим кроком нашої інновації».
«Третій шлях» розмноження
Результати дослідження Клот пропонують новий підхід для селекціонерів картоплі. «Завдяки нашій двоетапній стратегії фіксації та реституції ми хочемо використати ефективність одиночного самозапилення для фіксації ознак у диплоїдів, уникаючи при цьому втрати енергії, яка виникне після кількох раундів самозапліднення. Це явище відоме як інбридинг. Депресія — це величезна проблема, яку мають подолати дослідники, які працюють над селекцією гібридів: для створення істиннонасіннєвих гібридів потрібні гомозиготні інбредні батьки».
"При використанні двоетапної стратегії ми прагнемо тільки фіксації набору важливих генів і уникаємо інбридингу", - говорить Клот. «Часткові інбредні сорти, які ми маємо на увазі, пропонують, мабуть, реалістичніший варіант. Пропонований нами підхід пропонує середнє рішення, «третій шлях» між традиційною селекцією та справжньою схемою селекції насіннєвого гібрида картоплі».
Спираючись на спадщину генетиків картоплі з Вагенінгена, Клот пишається тим, що робить свій внесок у цей напрямок досліджень.
«Починаючи з 1970-х років, десятиліття цінних досліджень, проведених у Вагенінгенській селекції рослин, заклали основу для інноваційної селекції картоплі. Я радий додати ще один розділ до цієї спадщини. Разом ми сподіваємося знайти реалістичний та ефективний спосіб виведення найкращих сортів картоплі».
P.S. На нашому сайті Ви можете переглянути перелік сортів, які зареєстровані в Україні, зокрема і сортів картоплі. Також Ви можете переглянути оголошення щодо їх продажу або розмістити своє.
Також читайте: