Учёные ускорили селекцию кукурузы, используя общедоступные банки семян

Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне нашли способ значительно ускорить селекцию кукурузы для получения ценных качеств, таких как особый состав зерна. Вместо многолетних полевых испытаний они предлагают сначала анализировать генетическое разнообразие в общедоступных банках семян.

Селекционеры кукурузы Мартин Бон (слева) и Кристофер Муджаби (справа) используют общедоступные генбанки для ускорения селекции. Автор: University of Illinois

Профессор Мартин Бон и его команда изучили состав зерна почти у 1000 различных инбредных линий кукурузы из коллекции Министерства сельского хозяйства США в Айове. Используя спектроскопию и общедоступные геномные данные, они выявили генетические области, влияющие на содержание белка, крахмала и масла.

«Банки семян содержат невероятное генетическое разнообразие, но они часто недостаточно используются в количественной генетике и селекции», — отметил Бон.

Ключевой проблемой было то, что образцы из банков семян доступны в малых количествах и без повторений, что традиционно считается серьёзным ограничением. Однако, сравнив свои результаты с данными крупных полевых экспериментов коллег из Миннесоты, учёные подтвердили достоверность своих выводов.

«Мы обнаружили, что корреляция между их данными по зерну и нашими была довольно высокой, так что это дало нам уверенность в том, что наши данные действительно значимы и им можно доверять», — сказал Мартин Бон.

Анализ не только подтвердил уже известные гены, но и выявил новые кандидаты для дальнейшего изучения. Соавтор исследования, аспирант Кристофер Муджаби, подчеркнул, что этот подход меняет парадигму селекционных исследований.

«Вместо того чтобы начинать с многолетних полевых испытаний, исследователи могут сначала изучить то, что уже хранится в генбанках. Это помогает расставить приоритеты для самого многообещающего материала и делает селекционные программы более эффективными», — пояснил Муджаби.

Разработанный учёными метод позволяет эффективно использовать генетические «сокровища» из банков семян для ускоренного выведения сортов с улучшенными питательными и технологическими качествами, что особенно важно для специализированных рынков.

Исследование «Mean and variance heterogeneity loci impact kernel compositional traits in maize» опубликовано в журнале The Plant Genome.