Ученые разработали способ создания улучшенных сортов хлопка

Традиционные методы селекции позволили значительно повысить урожайность и улучшить качество волокна хлопчатника за долгие годы. Однако дальнейший прогресс может столкнуться с трудностями из-за ограниченного генетического разнообразия современных одомашненных сортов. Разработка новых геномных инструментов открывает перспективы для революционных изменений в селекции хлопчатника.

Ученые из Объединенного института генома в Беркли создали высококачественные геномные карты для трех значимых сортов хлопка. Это предоставило селекционерам ценные геномные ресурсы.

Эталонные геномы

Ранее исследования хлопчатника в основном опирались на один эталонный геном — TM-1, который уже не используется в селекции. Для эффективной молекулярной селекции, приносящей пользу хлопковой индустрии, необходимо иметь доступ к разнообразным геномам, отражающим все богатство сортов хлопка. В рамках данного исследования были получены детальные эталонные геномы для трех современных сортов, выращиваемых на высокогорье, а также обновлен генетический стандарт TM-1.

Первичный анализ новых эталонных геномов уже дал ценные сведения о качестве волокна. Используя точные и полные геномные сборки, ученые смогли выявить генетические элементы, отвечающие за высокое качество волокна у сорта Пима, в геномах современных сортов хлопка. Для этого сравнивались небольшие участки каждого генома с геномами Пима и эталонным геномом хлопка.

Участки геномов, которые оказались ближе к геному Пима, чем к эталонному, были классифицированы как потенциальные интрогрессии. Это означает, что ДНК сорта Пима могла быть интегрирована в генетический состав современных сортов. Понимание этих интрогрессий поможет селекционерам более эффективно отбирать растения, обладающие этими генетическими маркерами, связанными с улучшенным качеством волокна.

Результаты исследования подчеркивают важность детальных геномных сборок для выявления генетических вариаций, способных улучшить программы селекции хлопчатника. Чем больше новых высококачественных геномов будет использоваться для сравнительных исследований, тем больше информации об экономически значимых признаках хлопчатника будет открыто.

Качество урожая напрямую зависит от качества семенного и посадочного материала. Лаборатории Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования образцов подкарантинной продукции на наличие особо опасных патогенов растений.

Источник: Avinash Sreedasyam et al, Genome resources for three modern cotton lines guide future breeding efforts, Nature Plants (2024). DOI: 10.1038/s41477-024-01713-z