Генетики в США работают над гибридом, подходящим для выработки биотоплива
Моделирование генетического отбора по двум видам растения одновременно провели исследователи из американского университета Иллинойса с целью ускорения получения гибрида лучше пригодного для получения биотоплива. Об этом 11 августа пишет издание AgriNews.
«Метод, который мы используем, геномный отбор, может сократить время, необходимое для выведения нового гибрида, по крайней мере наполовину», — заявил Маркус Олатой, ведущий автор исследования.
По мере того, как изменение климата становится все труднее игнорировать, ученые работают над диверсификацией и улучшением альтернатив энергии, основанной на ископаемом топливе.
Возобновляемые биоэнергетические культуры, такие как многолетняя трава Мискантус, перспективны для производства целлюлозного этанола и других видов использования, но современные гибриды ограничены условиями окружающей среды и восприимчивостью к вредителям и болезням.
Селекционеры уже много лет работают над созданием новых гибридов мискантуса, но стерильность клоновой культуры, сложный геном и длительное время до созревания затрудняют традиционное разведение.
В традиционной селекции один из типичных подходов заключается в том, чтобы исследователи выращивали особей из различных популяций и отбирали тех, у кого есть лучшие черты для спаривания.
Но у мискантуса эти признаки проявляются только в возрасте двух-трех лет. Даже после того, как растения из этого первого поколения спариваются, потомству требуется еще два-три года, чтобы выявить, были ли точно переданы желаемые черты.
«В идеале этот процесс мог бы позволить селекционерам делать отбор на основе прогнозируемых фенотипических значений еще до того, как растения будут посажены», — разъясняет Алекс Липка, доцент кафедры биометрии факультета растениеводства и соавтор исследования.
«В частности, мы хотим сделать выбор для оптимизации зимостойкости, биомассы, устойчивости к болезням и времени цветения мискантуса, что ограничивает производительность культуры в различных регионах Северной Америки», — пояснил ученый.
Представляющий интерес гибрид, Miscanthus × Giganteus, является продуктом двух отдельных видов, Miscanthus sinensis и Miscanthus sacchariflorus, каждый из которых имеет разное число хромосом и содержит большое количество вариаций внутри и между естественными популяциями.
«Насколько нам известно, до сих пор никто не пытался обучать модели геномного отбора двух отдельных видов. Мы тут решили совсем с ума сойти. К сожалению, мы обнаружили, что два родительских вида не очень хорошо предсказывают биотопливные признаки у Miscanthus × Giganteus», — отмечает Липка. "
И все же исследовательская группа продолжала свои попытки. В ходе имитационного исследования Маркус Олатой создал 50 семейств Miscanthus × Giganteus, каждое из которых было получено от родителей, случайно выбранных из обоих видов.
Он отбирал генетические вклады каждого родителя вверх и вниз, и эти вклады формировали генетическую основу моделируемых фенотипов. Цель исследования состояла в том, чтобы дать лучшее представление о том, какие особи и популяции могут быть наиболее ценными для скрещивания в реальной жизни.
«Результаты показывают, что наилучшей стратегией использования разнообразия у родителей является подгонка моделей геномного отбора внутри каждого родительского вида отдельно, а затем добавление прогнозируемых значений признаков Miscanthus × giganteus из двух моделей отдельно», — рассказал Олатой.
