• pipettieren-gentechnik-vorbereitung-der-dna-proben-6444.jpg
    Маркерна технологія та геномна селекція

Маркерна технологія та геномна селекція

Огляд

Коротко про молекулярні маркери
За допомогою молекулярних маркерів аналізуються характеристики рослин.
Переваги
Швидкий відбір необхідних характеристик рослин, незалежно від впливу навколишнього середовища.
Недоліки
Немає
Розвиток
Застосування в практичній селекції рослин з 1990-х років.
Застосування в KWS
Технологія молекулярних маркерів (також відома як селекція за допомогою маркерів, MAS) регулярно використовується для всіх культур.

Генетичні маркери – це короткі сегменти ДНК з відомим місцем розташування в геномі, які асоціюються з певною ознакою, що цікавить селекціонерів. Із використанням молекулярних маркерів ці ознаки (гени) можуть бути швидко і легко ідентифіковані на ранній стадії розвитку рослини. В результаті, наприклад, стійкість до грибкових захворювань значно легше визначити у сходів рослини. Молекулярні маркери значно підвищують ефективність селекції рослин.

grafiken_grau__markertechnologie.png

Без цієї сучасної технології довелося б чекати дорослого стану рослини, щоб побачити бажані характерні ознаки. Наприклад, селекціонери схрещують дві батьківські лінії одна з одною і висаджують отримане насіння. Далі з проростка беруть невеликий зразок листка і аналізують його ДНК. Якщо результат показує, що в зразку присутній необхідний маркер, це означає, що у потомства наявна необхідна ознака. За допомогою молекулярних маркерів можна протягом 48 годин визначити наявність ознаки в сорті рослини, що вирощується. Це дозволяє здійснювати попередній відбір потомства і визначати найбільш перспективні рослини.

Відібрані рослини далі перевіряються в польових умовах, що робить процес селекції ще більш ефективним.

KWS_forschering_im_labor.jpg

Прискорення процесу завдяки геномній селекції

Геномна селекція є продовженням традиційної маркерної технології (MAS) і дозволяє проводити ще кращий і надійніший відбір під час вибору оптимальних партнерів для схрещування під час створення майбутніх сортів. Оскільки вартість аналізу із генетичними маркерами значно знизилася, одна рослина може бути проаналізована на наявність різних маркерів одночасно.

Для цього селекціонери створюють маркерний профіль з кількома тисячами маркерів для кожної окремої рослини. Кожна рослина має специфічний маркерний профіль, який можна порівняти з відбитком пальця. За допомогою вже впроваджених в KWS високоефективних маркерних технологій, маркерні профілі можуть створюватися швидко і економічно.

Тисячі маркерних профілів з однієї популяції рослин потім зіставляються з отриманими польовими даними. На основі цього розробляються статистичні та математичні моделі, які можуть бути використані для прогнозування селекційної цінності рослин і їх придатності для подальшого виведення сортів, що базуються на маркерних профілях насіння або молодих рослин. Потім спеціальна комп'ютерна програма на підставі маркерних профілів інших окремих рослин, які не перевірялися в польових умовах, визначає ті рослини, які найбільш перспективні для схрещувань. Завдяки цьому процесу попереднього відбору не потрібно так багато польових тестувань, тоді як селекційний процес триває.

Застосування геномної селекції у селекційних дослідженнях сприяє підвищенню ефективності селекції і її прогресу.

Огляд наших методів селекції

Схрещування та відбір

Батьківські рослини, що володіють необхідними характеристиками, схрещуються одна з одною. Потім насіння найбільших і продуктивних рослин висівається знову.

Лінійна селекція

У цьому методі схрещуються дві батьківські лінії, чиї бажані характеристики максимально доповнюють одна одну. Найкращі рослини відбираються і знову схрещуються.

Гібридна селекція

За гібридної селекції схрещуються дві генетично різні батьківські лінії.

Культура клітин і тканин

Повноцінні клітини регенеруються з окремих клітин рослини за допомогою поживного середовища в лабораторії.

Молекулярні маркери

Молекулярні маркери використовуються для аналізу характеристик рослин.

Фенотипування

Цей метод передбачає дослідження властивостей батьківських, лінійних або гібридних форм рослин в польових умовах з використанням сучасних технологій автоматизованого аналізу.

Генна інженерія

В цьому методі окремі гени або сегменти генів на ДНК навмисно вводяться в геном культури.

Дослідження генома

В даному випадку досліджується цілісна структура і біологічна функція генома рослини.

Редагування генома

Термін «редагування генома» є спільним для цілого ряду методик, що передбачають точну і цілеспрямовану зміну окремих компонентів ДНК.