Богатое генетическое разнообразие, выявленное у соевых бобов на различных участках в провинции Хэйлунцзян, свидетельствует о его значительном потенциале для прорыва в селекции

За создание китайских заповедников дикой сои выступила группа ученых из Нанкинского сельскохозяйственного университета, Института Хэйлунцзянской академии сельскохозяйственных наук (HAAS) и Северо-восточного лесного университета в Харбине. В статье, опубликованной на портале MDPI, авторы, в частности, пишут следующее.

«Культурная соя – экономически важный урожай, широко применяясь в качестве пищи как для человека, так и для домашнего скота. Хотя урожайность сои и увеличилась за последнее столетие (для селекции линий сои с высокой урожайностью разработаны различные виды технологий), узкая генетическая база – проблема. Сегодня нужны линии сои не только высокоурожайные, но и с устойчивостью к стрессам окружающей среды.

Таким образом, существует острая необходимость в изучении богатых ресурсов генетического разнообразия.

Дикая соя содержит важные гены для адаптации к различным суровым условиям окружающей среды от засоленности до атаки насекомых-вредителей. Ожидается, что эти гены дикой сои могут быть повторно введены в одомашненные разновидности из-за отсутствия барьера для размножения между дикой и культивируемой соей.

Было высказано предположение, что дикая соя происходит из Восточной Азии, а в Китае культуру одомашнили 6000–9000 лет до н.э.. В частности, соя является одной из основных сельскохозяйственных культур в провинции Хэйлунцзян, расположенной на севере Китая, где можно найти ресурсы дикоросов в связи с уникальной географической и экологической средой.

В целях развития соевой промышленности комплексная оценка агрономических характеристик дикой сои обогатит генетическую основу и совершит прорыв в селекции сои.

В данной работе исследовали в общей сложности 242 образца зародышевой плазмы дикой сои. Они были отобраны в 13 городах провинции Хэйлунцзян и географически распределены по четырем регионам, а именно: северному (регион I), восточному (регион II), южному (регион III) и западному (регион IV) участкам провинции Хэйлунцзян.

Эти четыре региона разделили на категории на основе их характеристик рельефа, почвы и климата.

  • В регионе I - прохладный и влажный климат, рельеф характеризовался широкими округлыми горами с широкими и мелкими речными долинами.
  • Регион II принадлежал к сельскохозяйственным и пастбищным угодьям на невысокой и равнинной местности с плодородной почвой и большим количеством водных ресурсов.
  • Регион III содержал сложные формы рельефа с различными типами растительности, пересечением сельского и лесного хозяйства и обильными водными ресурсами.
  • В регионе IV особый тип рельефа и почвенные условия, не способствующие росту деревьев, представляли луговые степи.

Все эксперименты проводились в Национальной сельскохозяйственной демонстрационной зоне Академии сельскохозяйственных наук провинции Хэйлунцзян летом 2012 и 2013 годов. Всего было исследовано 14 агрономических признаков на образцах сои, выращенной из диких самосевок.

Образ роста дикой сои значительно отличался от культурной, в том числе привычки к столону, высокая высота растений и тонкие стебли, которые приходилось подпирать бамбуковыми палочками. Был задокументирован широкий диапазон изменчивости во всех образцах дикой сои, в частности, вес и количество семян на растение, наполненность стручков и количество узлов.

Всего пять агрономических признаков (например, масса 100 семян, масса семян на растение, количество семян на растение, количество эффективных стручков и количество недействительных стручков) значительно различались между образцами.

Образцы на южном участке показали наибольшую массу 100 семян (3,26 г), массу семян на растение (30,03 г) и количество ветвей (6,00 г). Напротив, северный участок характеризовался наименьшим весом 100 семян на растение (1,62 г), массой семян на растение (11,07 г), количеством эффективных стручков (219,75), количеством недействительных стручков (18,56), количеством ветвей (4,72).

Образцы из западного и восточного участков показали промежуточные значения для веса 100 семян (1,67 и 2,75 г соответственно), веса семян на растение (16,57 и 27,38 г, соответственно) и количества ветвей (5,42 и 5,97 соответственно).

Исследования показали, что высокое генетическое разнообразие диких соевых бобов, полученных в результате длительного отбора, привело к адаптации диких соевых бобов в различных типах экологических местообитаний. Большинство «северных» образцов содержали игольчатый лист, мелкие семена, отсутствие очевидного основного стебля, низкий вес 100 семян и высокий индекс разнообразия.

Вместе с тем, у дикой сои в трех других местах сбора были эллиптические и овальные листья с крупными семенами, белыми цветками и основным стеблем, что может быть связано с быстрым развитием сельского хозяйства и вмешательством человека, ускоряющими эволюцию этих диких соевых бобов.

Приоритетным участком для охраны дикой сои выбран северный участок провинции Хэйлунцзян, расположенный в регионах Да Син Ан Лин и Сяо Син Ан Лин, где горы круглые и обширные, а климат холодный, и природная среда почти не заселена. По сравнению с другими участками, северный участок характеризуется более коротким вегетационным периодом для сельскохозяйственных культур из-за ограниченного рельефа, климатических условий и человеческого фактора. Ожидается, что этот северный участок может содержать самые богатые ресурсы дикой сои, которые рекомендуется охранять in situ».

(Источник: www.mdpi.com).