Селекция томатов исторически зависела от узкого генетического пула, что приводило к снижению разнообразия и потере ценных признаков. Однако традиционные методы и двуродительские популяции не в состоянии использовать весь потенциал диких родственников, что создает проблемы в улучшении таких признаков, как размер плодов, устойчивость к болезням и адаптивность. Для решения этих проблем необходимы комплексные генетические ресурсы, которые интегрируют разнообразные аллели диких и сорных томатов для открытия новых генов и повышения эффективности селекции.
В сотрудничестве с организацией ENEA исследователи из Политехнического университета Валенсии разработали восьмикомпонентную многородительскую популяцию томата с перекрестным скрещиванием (MAGIC), объединяющую Solanum lycopersicum var. cerasiforme (дикий томат черри) и Solanum pimpinellifolium (смородинный томат, прародитель современного помидора).
Опубликованное в Horticulture Research, исследование подчеркивает, как эта популяция помогает идентифицировать гены, связанные с ключевыми признаками. Скрещивая восемь основателей с различным генетическим фоном, команда создала 354 генотипированные линии, сократив разрыв между дикими и культурными томатами и предоставив селекционерам мощный инструмент для улучшения урожая.
«Межвидовая популяция томата MAGIC (ToMAGIC) была получена путем скрещивания четырех образцов каждого из Solanum lycopersicum var. cerasiforme и Solanum pimpinellifolium, которые являются сорным родственником и предком культурного томата соответственно. Восемь экзотических основателей ToMAGIC были отобраны на основе представления генетического разнообразия и географического распространения двух таксонов. Эти материалы являются аборигенными для разных географических регионов Южной и Центральной Америки, в основном из Эквадора и Северного Перу, и дают представление об андской изменчивости, утраченной в процессе одомашнивания в Мезоамерике. Они были выбраны, поскольку считаются резервуарами генетического разнообразия, которые едва ли используются в селекции томатов. Они включают в себя широкую молекулярную изменчивость и фенотипическое разнообразие в архитектуре растений и соцветий, признаках листьев, цветов и плодов, а также устойчивость или толерантность (у некоторых основателей) к биотическим и абиотическим стрессам, включая адаптацию к водному и солевому стрессу. Восемь основателей ранее были охарактеризованы морфоагрономически, и их геномы были повторно секвенированы», - пишут авторы исследования.
Популяция томатов MAGIC (ToMAGIC) включает 354 линии, полученные из восьми различных линий-основателей диких и сорных томатов, выявляя 6488 высококачественных SNP. Фенотипирование выявило ассоциации с такими признаками, как размер плода, морфология листьев и пигментация.
Примечательно, что ген WUSCHEL был связан с числом кистей, важнейшим признаком в одомашнивании, в то время как ген FW2.2 был связан с весом плода. Доминирующие дикие аллели предлагают потенциал для улучшения культивируемых сортов. Также была обнаружена новая мутация в гене SlMYB-ATV, влияющая на выработку антоцианов, особенно у адаптированных к холоду основателей. Эти результаты подчеркивают роль ToMAGIC в раскрытии генетических вариаций, имеющих решающее значение для разработки устойчивых, продуктивных томатов.
«Популяция ToMAGIC знаменует собой значительный прогресс в генетике томатов. Включая диких и сорных родственников, мы создали ресурс, который не только задействует неизведанное генетическое разнообразие, но и повышает нашу способность обнаруживать и проверять гены. Этот прорыв позволяет нам преодолевать генетические ограничения и разрабатывать превосходные сорта томатов с улучшенными характеристиками», — заявил доктор Сантьяго Виланова, старший научный сотрудник исследования из Политехнического университета Валенсии.
Популяция ToMAGIC обладает значительным потенциалом для селекции томатов, предлагая путь для интеграции дикого генетического разнообразия в селекционные программы. Она помогает идентифицировать новые гены, управляющие ключевыми признаками, позволяя создавать устойчивые, высокоурожайные сорта томатов.
Помимо исследований, ToMAGIC может напрямую влиять на выбор элитных линий для коммерческой селекции, повышая урожайность культур в различных условиях и удовлетворяя растущий спрос на лучшую сельскохозяйственную производительность.
Источник: TranSpread.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.