Ученые опровергли генноцентрическую парадигму и разработали ей замену
Гипотеза о том, что гены напрямую определяют признаки продуктивности растений, оказалась опровергнута, и экспериментально доказана эпигенетическая (эколого-генетическая) природа генотипических корреляций. Такой вывод следует из исследований российских ученых, результат которых опубликован 7 марта в журнале Further Agriculture.
Доктор биологических наук, академик РАН В. А. Драгавцев, доктор технических наук В. А. Воробьев, доктор технических наук В. В. Новохатин и доктор технических наук Н. И. Коробейников в статье пишут, что в традиционной генетике гипотеза о механизмах генотипических корреляций (ГК) является общепринятой, но она не доказана.
«Эта гипотеза основана на генноцентрической парадигме наследования, со своим постулатом — „гены напрямую определяют признаки продуктивности“. Применительно к признакам продуктивности эта гипотеза не имеет строгих доказательств, более того, она опровергается фактами достоверной изменчивости значений и даже значений коэффициентов ГК (Rg) в разных средах», — сообщают ученые.
Исследователи также отмечают, что генноцентрический подход не применим в селекции и не позволяет прогнозировать результаты.
«Эта гипотеза бесполезна для решения практических задач селекционных технологий — отбора из обособленных популяций генетически ценных уникальных растений, которые радикально увеличат урожайность в будущем, поскольку селекционер не может заранее знать коэффициенты и значения Rg и не позволяет предвидеть, как изменятся другие компоненты продуктивности при положительном отборе для одного из них», — заявляют авторы.
Ученые выявили иную закономерность, которая на практике подтвердилась в ходе анализа банка данных, содержащего около пяти миллионов измерений компонентных признаков урожайности яровой пшеницы.
«Видно, что ГК (Rg) между признаками продуктивности не возникает из-за сцепления генов или плейотропии, но является результатом изменения наборов генных продуктов под признаком продуктивности, когда меняется лимитирующий фактор внешней среды», — заявляют ученые.
Исследователи делают практические выводы из своих наблюдений и дают рекомендации по проведению селекционных работ.
«Любой селекционный процесс для повышения урожайности нужно начинать с тщательного изучения типичной динамики лим-факторов среды в зоне размножения по фазам онтогенеза. Родительские сорта необходимо отбирать по устойчивости в различных фазах онтогенеза лим-факторам, которые „ударяют“ по различным фазам развития», — советуют ученые.
Ученые также сообщают, что на основе их наблюдений удалось создать ряд новых сортов, которыми уже активно засеваются поля нескольких регионов России, и они дают хороший урожай.
«Понимание возможностей и знание алгоритмов прогнозирования значений и коэффициентов Rg продуктивности позволили спроектировать для Зауралья и Западной Сибири серию уникальных по урожайности и качеству сортов — Тюменская 29, Икар, Иргина, Ирина, Гренада, Горноуральская уже районированы и выращены на огромных территориях и успешно обеспечивают продовольственную безопасность крупнейшим географическим регионам РФ», — сообщили авторы исследования.
