Ксения Лукина, младший научный сотрудник отдела генетических ресурсов овса, ржи и ячменя, а также аспирантка ВИР, ведет работу с уникальной по своему разнообразию коллекцией голозерных форм ячменя. Эту коллекцию начали собирать ещё Николай Вавилов и его коллеги. Голозерные формы отличаются от других тем, что у них нет срастания цветковых чешуек с перикарпом, что облегчает процесс переработки зерна. Однако голозерность часто сопровождается полеганием растений, что может привести к прорастанию зерна на корню, усложнять уборку и снижать урожайность в итоге.
«Создание сортов ячменя, устойчивых к полеганию, имеет особое значение в современных селекционных программах, и решать эту задачу нам помогают генетические технологии, — подчеркивает Ксения Лукина.
Фотография: ВИР имени Н.И. Вавилова.
В новом исследовании команда ученых из разных подразделений ВИР - отдела генетических ресурсов овса, ржи и ячменя и лаборатории молекулярной селекции и ДНК-паспортизации - создала ДНК-маркеры для идентификации наиболее распространенных аллелей короткостебельности sdw1.c гена HvGA20ox2 и ari-e.GP гена HvDep1 у ячменя. Это помогло ученым выявить образцы ячменя из коллекции ВИР с генами короткостебельности, проявляющие устойчивость к полеганию при выращивании в поле.
Работа была проведена в рамках проекта «Национальная сетевая коллекция генетических ресурсов растений для эффективного научно-технологического развития РФ в сфере генетических технологий».
«Внутригенные маркеры позволяют точно идентифицировать определенные аллели генов, кодирующие хозяйственно ценные признаки, в частности короткостебельность. С помощью этих маркеров мы можем эффективно оценить гораздо большее количество растений ячменя, чем традиционными методами селекции, и ускорить процесс создания новых сортов», - рассказал Игорь Поротников, младший научный сотрудник лаборатории молекулярной селекции и ДНК-паспортизации.
Для анализа исследователями было отобрано 32 контрастных по высоте образца ячменя из коллекции ВИР. Сравнение результатов молекулярных и полевых исследований показало, что наличие аллелей короткостебельности и их сочетание во всех генотипах определяет высокую или среднюю устойчивость к полеганию вне зависимости от погодных условий. Ряд образцов уже рекомендован для использования в качестве источников ценных признаков в селекционных программах по созданию форм ячменя с укороченной соломиной и устойчивостью к полеганию.
В дальнейшей работе исследователи планируют расширить выборку образцов для оценки аллельного разнообразия по признаку короткостебельности и выявления нового исходного материала для селекции.
Подробнее: Lukina, K.A.; Porotnikov, I.V.; Antonova, O.Y.; Kovaleva, O.N. Determination of the Allelic Composition of the sdw1/denso (HvGA20ox2), uzu1 (HvBRI1) and ari-e (HvDep1) Genes in Spring Barley Accessions from the VIR Collection. Plants 2024, 13, 376. https://doi.org/10.3390/plants13030376.
Справочно: мировая коллекция ФИЦ Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР) насчитывает более 18 тысяч образцов культурного ячменя. Генетическое разнообразие коллекции ВИР служит основой для работы многих селекционных учреждений России. Поиск потенциальных источников для расширения ассортимента продуктов здорового питания является актуальной задачей, а коллекция ВИР может обеспечить ее выполнение.
Источник: отдел управления проектами Федерального исследовательского центра
"Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова".
Фотография: ВИР имени Н.И. Вавилова.