Геномная селекция - создание супер-растений

Мы всегда желаем большего от наших трав - повышение урожайности, улучшенное качество, лучшая стрессоустойчивость, усовершенствованная болезнестойкость - и всё это мы хотим сразу. Сегодня мечта о лучших во всём травах может стать реальностью благодаря геномной селекции.

Геномная селекция позволит улучшить урожай кормовых трав и выход молока

Десятилетия исследований показали, что одновременное улучшение основных свойств семян, таких как урожайность, качество, стрессоустойчивость, болезнестойкость - это чрезвычайно сложная задача. К счастью, вся эта информация содержится в геноме райграса и служит чем-то вроде справочника в вопросах, касающихся кормовых трав.

Геномная селекция раскрывает секрет улучшенного качества трав

Наша исследовательская команда использует взятые из генома райграса данные, чтобы получить больший эффект селекции в диплоидных, а скоро и в тетраплоидных, сортах райграса. Такая технология называется геномной селекцией. Она позволяет отбирать сорта трав на основе их генетического потенциала. Ранее мы руководствовались исключительно агрономическими сведениями, полученными на испытательных участках.

Чтобы определить генетический потенциал трав, мы исследуем, какие части генома контролируют каждую из важнейших характеристик. Мы сравниваем геномы тысячи селекционных наборов и находим соответствия тем характеристикам, которые необходимо улучшить. Если мы сможем найти элементы ДНК, например. отвечающие за высокую урожайность, нам необходимо будет определить, какая часть генетического кода отвечает за это. То же самое будет происходить и с болезнестойкостью и засухоустойчивостью.

Когда мы будем достаточно осведомлены о геноме, мы сможем предполагать строение новых создаваемых линий. Исследования райграса дали нам 1,8 млн. маркеров ДНК. Хотя это и равно около 1% всего генома, это более, чем достаточно для дальнейших исследований.

Пять лет исследований

Проект начался 5 лет назад, когда компания DLF и ученые из Орхусского университета Дании решили использовать геномную селекцию трав. И хотя многое было известно из геномной селекции крупного рогатого скота, для селекции трав не существовало никаких статистических методов или ДНК технологий для трав.

Мы отталкивались от охватывающего десятилетие реестра семян, содержащего всю деятельность по селекции за этот период. С помощью этой информации мы выделили почти 1800 семейств райграса, из которых нам удалось выделить ДНК для создания маркера каждого семейства.

В то же время селекционеры и ученые начали проводить новые испытания всех семей и добавлять дополнительные показатели для последующей селекции. Это было сложной задачей, требующей новых испытательных участков, химических анализов содержания сахара и клетчатки. Но это стоило того. С 2015 года геномная селекция стала стандартной процедурой в DLF в селекции кормовых сортов райграса.

Геномная селекция - стандартная практика

Сегодня мы используем геномную селекцию для предварительного отбора линий до того, как проводить тесты на испытательных участках. В будущем мы сможем "перепрыгивать" трёхгодичный период испытаний в селекционной работе, что сократит время создания новых сортов с 11 лет до 8.

Фермеры скоро прочувствуют плюсы геномной селекции. Десятилетиями ежегодный доход урожая сухого вещества сохранялся на отметке 0,2%. С геномной селекцией мы ожидаем удвоение этой цифры. Что касается остальных характеристик, эффект может быть даже больше.

Сможет ли геномная селекция сократить выбросы метана?

Следующим шагом после определения наилучшего потомства - это изолировать наиболее подходящие родительские пары. Мы уже проводим эту практику в новых проектах, направленных на развитие сортов с эффективным использованием азота. Глобальная цель - увеличить урожайность и усвояемость кормовых трав для сокращения выбросов метана в мясной и молочной продукции.

Партнерами DLF в данном проекте стали Орхусский университет и Tystoftefonden, который проводит большинство азотных испытаний. Проект получает финансовую поддержку Министерства окружающей среды и питания и будет проводиться до 2019 года. Если Вы хотите узнать больше, посетите сайт проекта http://www.forageselect.com/. Или следите за новостями ForageMax®.