15-летнее исследование: обнаружено ключевое открытие, позволяющее повысить урожайность пшеницы

САН КАРЛОС ДЕ БАРИЛОЧЕ - Аргентина производит около 18-19 миллионов тонн пшеницы в год: 6-7 миллионов тонн потребляется внутри страны, а остальное экспортируется. Открытие, сделанное аргентинскими учеными, теперь может позволить улучшить производство пшеницы и увеличить ее экспортные остатки. "Находка, опубликованная в специализированном журнале Field Crops Research, связана со стратегиями генетического улучшения. Исследование, проведенное под руководством Фернанды Гонсалес, научного сотрудника Conicet из Центра исследований и передачи данных в Нороэсте провинции Буэнос-Айрес, подтвердило в ходе полевых испытаний идентификацию двух областей генома пшеницы, связанных с фертильностью колоса«. »Пшеница - основной продукт питания для миллионов людей во всем мире. Продвижение фундаментальных и технологических знаний, позволяющих повысить урожайность культур более эффективным и устойчивым способом, может, во-первых, улучшить национальное производство и экспортные остатки, а во-вторых, способствовать глобальной продовольственной безопасности", - сказал о разработке Гонсалес, который также является исследователем в INTA Pergamino. Эксперты предупредили, что в краткосрочной перспективе результаты нового исследования могут быть использованы компаниями, занимающимися селекцией пшеницы: "Благодаря исследованиям в масштабах отдельных растений, команда уже выявила сегменты ДНК пшеницы, связанные с репродуктивной эффективностью колоса. Эти участки были названы исследователями QTL QFFE.perg-5A и QFEm.perg-3A. QTL (Quantitative Trait Loci). "Это участки генома организма, которые охватывают несколько генов и связаны с наблюдаемыми количественными признаками, такими как рост или производительность. Это означает, что для того, чтобы сегмент генома был определен как QTL, необходимо статистически соотнести варианты генов (аллели), присутствующие в определенной области ДНК, с каким-либо наблюдаемым количественным признаком. Гены в составе QTL, которые могут быть ответственны за наблюдаемый количественный признак, считаются «генами-кандидатами». "В своем последнем исследовании эксперты задались целью изучить, как эти два QTL влияют на урожайность сельскохозяйственных культур в масштабах партии. По их словам, этот переход от масштабов отдельных растений к масштабам полей очень важен, поскольку позволяет подтвердить результаты в ситуациях, сходных с теми, которые наблюдаются у растениеводов: на плантациях в игру вступают другие переменные, такие как конкуренция между растениями и переменные условия окружающей среды. «В этих условиях мы наблюдали, что QTL QFFE.perg-5A влиял на урожайность во всех изучаемых условиях, в то время как влияние QTL QFEm.perg-3A зависело от условий окружающей среды», - сказала Николь Претини, научный сотрудник INTA Pergamino и первый автор исследования. Что касается QTL QFFE.perg-5A, то было установлено, что при наличии благоприятного аллеля он улучшает количество зерен на м2 на 8 % и урожайность пшеницы на 5 %. «Мы также смогли установить, что это улучшение является следствием не только более высокой репродуктивной эффективности колосьев, но и создания большего количества колосьев на м2», - добавил Претини. Тем временем Леонардо Ванцетти, научный сотрудник INTA Marcos Juárez (Кордова) и еще один автор исследования, подчеркнул, что выявленные QTL могут быть использованы для отбора линий в процессе селекции с целью получения сортов пшеницы с более высокой урожайностью. И помимо того, что в краткосрочной перспективе селекционеры пшеницы смогут использовать эти достижения, ожидается, что в долгосрочной перспективе выявленные QTL станут отправной точкой для определения конкретных генов, ответственных за наблюдаемый эффект, поскольку это области генома, которые, вероятно, содержат несколько генов, действующих совместно". «Это позволит глубже понять некоторые механизмы, регулирующие урожайность, и откроет возможности для применения новых технологий селекции, таких как редактирование генов», - говорит Ванцетти. Это открытие также может позволить нам изучить, возникают ли подобные ситуации у других культур, представляющих агрономический интерес, поскольку многие процессы, определяющие урожайность, являются общими для различных зерновых культур. То, что мы обнаружили в пшенице, может дать подсказки для изучения аналогичных механизмов в таких культурах, как ячмень, рис или кукуруза". Фактически, в той области генома, которую мы идентифицировали, мы нашли гены-кандидаты, функции которых уже были описаны у других культур, что подкрепляет идею о том, что это консервативные механизмы". Это открывает возможности для сравнительных исследований и более интегрированных стратегий селекции между видами", - говорит Претини. Наконец, Гонсалес отметил, что это направление работы началось более 15 лет назад, когда они определили репродуктивную эффективность колоса как перспективный признак для повышения урожайности пшеницы, особенно аргентинских сортов. "В настоящее время несколько компаний, занимающихся селекцией, обратились к нам, чтобы мы начали использовать результаты нашей работы, отбирая линии, имеющие благоприятные QTL для урожайности, которые мы выявили. Эти данные являются общедоступными и бесплатными для использования всеми компаниями", - сказал исследователь.