Выбирая картофель в магазине, вы, возможно, задавались вопросом, сколько разных видов картофеля существует сегодня. Интересный факт: во всем мире существует более 5000 сортов картофеля. Исследования в области генетики картофеля и селекция картофеля не только увеличили количество различных видов картофеля, доступных в продуктовом магазине, таких как белый, красный, желтый или фиолетовый, но и помогают фермерам добиться более высоких урожаев, позволяя им выращивать сорта, адаптированные к современным условиям, и селекция продолжается с акцентом на устойчивость и урожайность.
О новостях в селекции картофеля говорится в статье Министерства сельского хозяйства и агропродовольственной промышленности Канады (AAFC).
…Обычно селекционеры сосредотачивают внимание на традиционных сортах картофеля, которые имеют тетраплоидное происхождение, поскольку в их ДНК имеется четыре копии каждой хромосомы – по две копии, унаследованные от каждого родительского растения. Люди и большинство других животных диплоидны: у нас есть две копии каждой хромосомы, по одной от каждого родителя.
Селекционная наука развивается, однако, из-за огромного количества имеющихся у нас тетраплоидных сортов картофеля они стали тесно связаны друг с другом, причем генетическое различие между ними уменьшалось. Снижение генетического разнообразия приводит к тому, что сорта становятся более уязвимыми к различным заболеваниям и менее адаптированными к изменению климата.
Кроме того, наличие биоразнообразия очень важно в процессе разведения. Чтобы увеличить генетическое разнообразие, селекционеры используют диких родственников картофеля, которые являются тетраплоидными или диплоидными. Дикий диплоидный картофель также имеет в ДНК две копии каждой хромосомы, что упрощает работу с его генетикой. В результате они становятся перспективными для генетиков и селекционеров по созданию новых диплоидных сортов картофеля.
Диплоидный картофель, впервые одомашненный в Андах Южной Америки, часто немного меньше по размеру, чем его тетраплоидные собратья, но это с лихвой компенсируется потенциалом генетических особенностей.
Ученый-исследователь Министерства сельского хозяйства и агропродовольственной промышленности Канады (AAFC) д-р Бурлей Фофана уже много лет изучает зародышевую плазму картофеля в Центре исследований и разработок Шарлоттауна на острове Принца Эдуарда. Зародышевая плазма — это семена, растения или части растений, используемые в селекции сельскохозяйственных культур, исследованиях и усилиях по сохранению.
Его является одним из первых шагов в процессе исследования многообещающих клонов картофеля, которые будут дополнительно изучены в рамках программы селекции картофеля МСХ Канады в штаб-квартире проекта в Центре исследований и разработок во Фредериктоне, Нью-Брансуик. Перспектива использования диплоидного картофеля в селекции многообещающая.
«У дикого диплоидного картофеля существует естественное генетическое разнообразие по сравнению с тетраплоидами, что делает его интересным для селекции. Мы можем найти у диплоидов такие характеристики, как устойчивость к засухе, которых нет у тетраплоидного картофеля, который мы уже выращиваем в Канаде», - говорит Фофана.
Доктор Фофана поставил перед собой три цели: идентифицировать диплоиды, которые в будущем могут стать коммерческими сортами картофеля, вывести настоящие семена картофеля из диплоидов и идентифицировать генетические маркеры у диплоидов, которые можно использовать для улучшения тетраплоидного картофеля посредством селекции.
На данный момент коллектив ученых под руководством Фофаны оценил 384 диплоидных клона картофеля на предмет засухоустойчивость и особенности созревания растений. Используя анализ геномной ДНК, исследователи обнаружили генетические маркеры ДНК, которые связаны с ростом растений и их устойчивостью к засухе. Эти маркеры играют ключевую роль в развитии и старении растений, а также в способности положительно реагировать на стрессы окружающей среды, такие как засуха. Из 384 диплоидных клонов группа обнаружила 127 позднеспелых и устойчивых к засухе, а также девять клонов созревающих от раннего до умеренно-позднего и устойчивых к засухе.
«Это исследование открывает большие перспективы, и мы даже видели диплоиды, которые превосходят некоторые тетраплоидные сорта картофеля в нормальных условиях выращивания. Если мы сможем вывести коммерческий диплоидный или тетраплоидный сорт картофеля раннего или умеренно-позднего созревания с относительно коротким вегетационным периодом и устойчивостью к засухе, он будет хорошо принят канадскими производителями картофеля», — говорит доктор Фофана.
Примерно 50 наиболее перспективных диплоидных клонов по характеристикам урожайности и качества клубней из группы перейдут на следующий этап характеристики в процессе селекции под руководством доктора Бенуа Бизимунгу, научного сотрудника МСХ Канады в Центре исследований и разработок Фредериктона.
Доктор Бизимунгу сохраняет некоторые из них в коллекции канадских генных ресурсов картофеля и будет оценивать каждый картофель по размеру, форме, потенциальной урожайности, особенностям приготовления и обработки. После этой оценки они могут быть выпущены как диплоидные сорта картофеля или использованы в качестве зародышевой плазмы в селекции картофеля под руководством доктора Дэвида Де Койера.
На данный момент исследование доктора Фофаны является важным первым шагом. Это показывает, что гены, связанные с устойчивостью к засухе, могут быть разработаны, и что маркеры, последовательности генов и 50 выбранных клонов являются ключевыми ресурсами для селекционеров, позволяющими сделать будущие сорта картофеля более устойчивыми к изменению климата.
Источник и фото: Министерство сельского хозяйства и агропродовольственной промышленности Канады (AAFC).