Китайские исследователи изучили генетическую основу и процесс инбридинговой депрессии у элитного гибрида риса

Инбридиг — близкородственное скрещивание или принудительное самоопыление у перекрестноопыляющихся растений. Инбридинговая депрессия — снижение жизнеспособности, возникающее в результате увеличения гомозиготности потомства из-за последовательного инбридинга. Гетерозис — превосходство гибрида над его родителем, возникающее в результате увеличения гетерозиготности. Эти тесно связанные явления имеют фундаментальное значение для селекции сельскохозяйственных культур и эволюционной биологии.

Несмотря на глубокое изучение гетерозиса, генетическая основа инбридинговой депрессии долгое время оставалась предметом споров, в особенности у самоопыляющихся культур, таких как рис. Ученые Сельскохозяйственного университета Хуачжун провели полное исследование генетических основ инбридинговой депрессии, используя непрерывную инбридинговую популяцию, полученную из элитного гибрида риса.

За исключением периода созревания культуры, для всех признаков были обнаружены различные степени инбридинговой депрессии, демонстрируя непрерывное и уменьшающееся снижение от поколения F1 к поколению F5 из-за снижения гетерозиготности в два раза между поколениями.

Используя в качестве моделей три признака метелки, ученые обнаружили, что повышенная гомозиготность по аллелям в локусах количественных признаков (QTL) с положительным доминантным эффектом, которые способствовали гетерозису гибрида относительно его родителей, может снизить производительность потомства и объяснить значительную часть депрессии инбридинга. Эти локусы с доминантными эффектами составляют основную корреляцию между гетерозисом и инбридинговой депрессией.

Было установлено, что двухлокусные взаимодействия могут изменять степень и направление депрессивных эффектов целевых локусов, а общие взаимодействия будут способствовать развитию инбридинговой депрессии между поколениями.

Полученные результаты исследования говорят о том, что генетическая архитектура инбридинговой депрессии и гетерозиса тесно связаны, но различаются по внутренним механизмам. Эти знания расширяют представление о полногеномной архитектуре инбридинговой депрессии, что поможет селекционерам интегрировать высокоэффективные количественные признаки и гетерозиготы для создания высокоурожайных культур в будущем.

С 10 по 13 декабря 2024 года на базе Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») состоится научно-практическая конференция с международным участием «Защита и карантин растений. Здоровые растения — здоровая нация». На конференции будут представлены пленарные и секционные доклады, панельные дискуссии по актуальным направлениям в области карантина и защиты растений, включая энтомологию, фитосанитарную ботанику и гербологию, гельминтологию, микологию, бактериологию, вирусологию, лесную фитосанитарию, применение биологических методов в защите растений. Также запланирован круглый стол по вопросам генетической паспортизации сельскохозяйственных растений. По итогам конференции будет выпущен сборник тезисов с индексацией в РИНЦ и присвоением DOI, размещенный в научной электронной библиотеке eLIBRARY.RU (постатейно).

Источник: Xiaodong Xu et al, The genetic basis and process of inbreeding depression in an elite hybrid rice, Science China Life Sciences (2024). DOI: 10.1007/s11427-023-2547-2