Научный взгляд: перспективы молекулярной селекции для интенсивных яблоневых садов

Выращивание яблонь на карликовых подвоях, таких как M9, обеспечивает высокую плотность посадки и улучшение качества плодов. Однако точные механизмы, лежащие в основе эффекта карликовости, остаются неясными.

Ранее исследования показали, что признаки карликовости сложны и включают в себя множество генетических факторов. Именно поэтому существует необходимость в углубленном исследовании для понимания молекулярной основы карликовости подвоев яблони.

Исследование ученых было посвящено гену MdARF3, расположенному в локусе Dw1, и его дифференциальной экспрессии в карликовых и сильнорослых подвоях яблони. Результаты исследования показали значительную роль гена MdARF3 в регулировании удлинения корней и высоты растений, что позволяет по-новому взглянуть на селекцию подвоев яблони.

Исследование выявило, что экспрессия гена MdARF3 в корневой системе карликового подвоя M9 ниже, чем у сильнорослых подвоев, из-за делеции (хромосомной перестройки, при которой происходит потеря участка хромосомы) в промоторной области. Эта делеция значительно влияет на транскрипционную активность MdARF3, что приводит к снижению роста корней и растений. Проведя различные эксперименты, в том числе на трансгенных моделях табака и яблони, исследователи продемонстрировали, что более высокая экспрессия гена MdARF3 способствует развитию более длинной корневой системы и увеличению высоты растений.

Результаты исследования проливают свет на генетические механизмы карликовости яблони и открывают новые возможности для молекулярной селекции. С использованием гена MdARF3 селекционеры смогут разработать улучшенные карликовые подвои, сочетающие в себе преимущества высокой плотности посадки, раннего плодоношения и высокого качества плодов, что в дальнейшем будет способствовать эффективному и устойчивому производству яблок.

Подвой М9 – наиболее распространенный европейский карликовый подвой для яблони. Популярен благодаря обильному и регулярному плодоношению, высокому качеству плодов. Однако М9 восприимчив к возбудителю бактериального ожога плодовых культур Erwinia amylovora. Изучением карантинных и других особо опасных бактериальных возбудителей болезней занимаются в научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР»). Выявление бактериальных фитопатогенов в посадочном материале аккредитованными лабораториями ФГБУ «ВНИИКР» предотвращает риск их проникновения на территорию Российской Федерации.

Источник: Jiahong Lv et al, MdARF3 switches the lateral root elongation to regulate dwarfing in apple plants, Horticulture Research (2024). URL: https:doi.org/10.1093/hr/uhae051