Маркерная технология и геномная селекция

Генетические маркеры - это короткие сегменты ДНК с известным местоположением в геноме, которые наследуются вместе с определенным признаком (например, геном). Используя молекулярные маркеры, эти признаки (гены) могут быть быстро и легко идентифицированы до того, как они проявятся на взрослом растении. В результате, например, устойчивость к грибковым заболеваниям можно определить на ранних стадиях развития растений. Молекулярные маркеры значительно повышают эффективность селекции растений.

Без этой современной технологии нам пришлось бы ждать взрослого состояния растения, чтобы увидеть желаемые характерные признаки. Например, селекционеры скрещивают две родительские линии друг с другом, полученные семена проращивают. Из маленького проростка можно взять небольшой образец листа, выделить из него ДНК и проанализировать её. Если в образце присутствует искомая ДНК, это означает, что у потомства присутствует необходимый признак. С помощью молекулярных маркеров мы можем в течение 48 часов определить наличие признака в культивируемом сорте. Это позволяет осуществлять предварительный отбор потомства и определить наиболее перспективные растения.

Результаты лабораторных испытаний проверяются в полевых условиях с гораздо меньшим количеством растений-кандидатов, что делает процесс селекции более эффективным.

Еще быстрее с геномной селекцией

Геномная селекция представляет собой дальнейшее развитие традиционной маркерной технологии (MAS) и позволяет проводить ещё лучший и более надежный отбор при выборе подходящих партнеров для скрещивания при создании будущих сортов. Поскольку стоимость детектирования генетическими маркерами значительно снизилась, одно растение может быть проанализировано на наличие различных маркеров одновременно.

Для этого селекционеры создают маркерный профиль с несколькими тысячами маркеров для каждого отдельного растения. Каждое растение имеет специфический маркерный профиль, сравнимый с отпечатком пальца. С помощью высокоэффективных маркерных технологий, уже внедренных в KWS, маркерные профили могут быть созданы быстро и экономично.

Тысячи маркерных профилей из одной популяции растений затем сопоставляются с измеренными полевыми данными. На основе этого разрабатываются статистические и математические модели, которые могут быть использованы для прогнозирования селекционной ценности растений и их пригодности для последующего возделывания сортов, базирующиеся на маркерных профилях семян или молодых растений. Затем компьютерная программа берет на себя задачу определения на основании маркерных профилей других отдельных растений, не прошедших полевые испытания, выбор тех растений, которые наиболее перспективны для скрещиваний. Благодаря этому процессу предварительного отбора не требуются многие полевые испытания, в то время как селекционный процесс продолжается.

Тесное сотрудничество между сотрудниками маркерной лаборатории и селекциионерами способствует повышению эффективности селекции и ее прогрессу.