Молекулярная селекция клубники (садовой земляники) — это современный высокотехнологичный подход, который использует анализ ДНК для ускорения и уточнения процесса создания новых сортов. Однако до сих пор внедрению этой технологии препятствовала одна серьезная проблема.
Молекулярная селекция клубники позволяет проводить предварительный отбор. Ученым не нужно ждать несколько лет до первого плодоношения, чтобы понять, будет ли ягода крупной или сладкой. С помощью ДНК-маркеров можно сразу определить, несет ли молодое растение нужные гены. Это сокращает цикл создания сорта с 10–15 лет до 5–7.
С помощью молекулярных методов селекционеры «встраивают» в один сорт гены устойчивости к нескольким патогенам одновременно (пирамидирование генов). Основные цели:
Антракноз (ген Rca2).Фитофтороз и гнили корней.Мучнистая роса (локус Oat-f).Серая гниль ботритис — одна из самых сложных задач для генетиков.Молекулярная селекция позволяет работать с признаками, которые сложно оценить визуально:
Вкус и аромат: поиск генов, отвечающих за синтез сахаров и летучих ароматических соединений, которые часто теряются при классической селекции «на размер».Плотность и лежкость: выявление маркеров, отвечающих за прочность кожицы и структуру мякоти, что критично для транспортировки.Внешний вид: генетический контроль блеска, формы и равномерности окраски ягоды.Также исследователи работают над улучшением архитектуры куста и повышением стрессоустойчивости
«Однако молекулярная селекция алло-октоплоидной земляники (Fragaria × ananassa ) сопряжена с трудностями из-за высокого сходства субгеномов, что затрудняет выявление вариантов при полногеномном секвенировании (WGS)», - отмечает Тим Коореваар из Вагенингенского университета, который разработал надежный алгоритм для внедрения генотипирования на основе WGS в практическую программу селекции земляники.
«Сначала мы отобрали репрезентативную основную коллекцию, чтобы отразить разнообразие исходного генетического материала. Затем мы разработали метод фильтрации, основанный на неравновесии сцепления и балансе аллелей, для удаления ошибочных SNP, вызванных сходством субгеномов. Используя эти надежные SNP, мы создали референсные панели гаплотипов, которые позволили точно восполнить недостающие данные секвенирования. Затем мы использовали эти гаплотипы для картирования генетического разнообразия и регионов, отобранных внутри селекционных популяций и с течением времени», рассказал исследователь.
Данная работа превращает полногеномное секвенирование в гибкий инструмент генотипирования, который поддерживает ежедневные селекционные решения и долгосрочное управление генетическим разнообразием клубники. Более того, она предоставляет план, который может быть перенесен на другие культуры с незначительными корректировками.
Источник: Wageningen University & Research.