Карликовый подвой широко используется при выращивании яблонь в интенсивной системе благодаря его многочисленным преимуществам, включая раннюю продуктивность деревьев, высокую урожайность, высокое качество плодов и совместимость с техникой, что позволяет сэкономить на трудозатратах. Однако создание новых подвоев карликовых яблонь представляет собой серьезную проблему и требует значительного времени - на коммерческий выпуск нового гибридного подвоя требуется от 25 до 30. Китайские исследователи раскрыли молекулярную основу карликовости подвоев яблони для ускорения процесса.
Карликовые подвои яблони, такие как М9 («Malling9»), эффективно ограничивают размеры деревьев и оказывают существенное влияние на рост и развитие привитых сортов яблони. Выведение превосходных карликовых подвоев является основной задачей экспертов по селекции яблони, чтобы удовлетворить потребности современного интенсивного садоводства.
Молекулярная селекция стала одним из ключевых подходов в современной селекционной практике для получения карликовых подвоев. Однако молекулярный механизм, лежащий в основе карликовости, вызванной такими подвоями, как M9, остается неясным, что создает проблему для продолжающихся усилий по селекции.
Карликовость представляет собой сложную черту, управляемую множеством генов. Недавние достижения в области генетики значительно помогают селекции и отбору новых подвоев карликовой яблони, сообщила исследовательская группа из Китайского сельскохозяйственного университета под руководством И Вана и Чжэньхая Ханя опубликовала свои результаты в журнале Horticultural Research.
Научная работа команды была сосредоточено на гене MdARF3, расположенном в локусах Dw1, и его дифференциальной экспрессии у карликовых и сильнорослых подвоев яблони. Это открытие подчеркивает важную роль MdARF3 в регулировании удлинения корней и высоты растений, предлагая новый взгляд на селекцию подвоев яблони, отмечают авторы.
Исследование показало, что экспрессия MdARF3 в корневой системе карликового подвоя М9 ниже, чем у сильнорослых подвоев, из-за делеции в промоторной области. Эта делеция существенно влияет на транскрипционную активность MdARF3, приводя к замедлению роста корней и растений. С помощью различных экспериментов, в том числе на моделях трансгенного табака и яблони, исследователи продемонстрировали, что более высокая экспрессия MdARF3 способствует удлинению корневой системы и увеличению высоты растений.
Дальнейший молекулярный анализ показал, что фактор транскрипции MdWOX4-1 положительно регулирует MdARF3 путем связывания с его промотором. Однако в генотипе M9 делеция элемента WUSATAg в промоторе MdARF3 предотвращает это взаимодействие, что приводит к снижению экспрессии MdARF3 и последующему снижению карликовости. Данное исследование обеспечивает всестороннее понимание генетических и молекулярных взаимодействий, лежащих в основе карликовости подвоев яблони.
«Эти результаты проливают свет на генетические механизмы карликовости яблонь и открывают новые возможности для молекулярной селекции. Нацеливаясь на путь MdARF3, мы можем разработать улучшенные карликовые подвои, которые поддерживают эффективное и устойчивое производство яблок. Открытие генетического переключателя MdARF3 имеет большое значение для программ селекции карликовой яблони. Управляя экспрессией MdARF3, селекционеры могут создавать новые карликовые подвои, которые сочетают в себе преимущества высокой плотности посадки, раннего производства высококачественных плодов и подходят для механизированных садов интенсивного типа», заключили авторы.
Этот проект был поддержан грантами Национального фонда естественных наук Китая, Целевого фонда для Китайской системы сельскохозяйственных исследований и Программы развития талантов Китайского сельскохозяйственного университета.
Источник: Horticultural Research.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.