Новое исследование, проведенное агрономом из Университета штата Айова, может помочь ученым просеять огромное количество семян растений, хранящихся в банках генов по всему миру, чтобы определить те из них, которые полезны для селекционеров, пытающихся получить лучшие сорта.
Эти усилия представляют собой эксперимент по проверке концепции, который может помочь ученым-растителям отделить пшеницу от плевел, когда дело доходит до выбора лучших образцов для выведения сортов с более высокой урожайностью или устойчивостью к стрессу, сказал Цзяньмин Юй, сотрудник профессор агрономии и почетный пионер кафедры селекции кукурузы.
Новое исследование, опубликованное в рецензируемом академическом журнале Nature Plants, посвящено сорго, используемому в биоэнергетике, но может иметь последствия для ряда культур, сказал Ю.
«Мы думаем, что эти прогнозы можно использовать для принятия решений по селекции и селекции», - сказал Сяоцин Ю, научный сотрудник по агрономии с докторской степенью и первый автор статьи. «Мы надеемся, что это будет способствовать лучшему и более точному разведению с использованием разнообразных генетических материалов».
Исследователи протестировали сложный набор генетических инструментов, чтобы предсказать, какими признаками будут обладать сотни семян сорго, если их выращивать. Затем команда вырастила образцы некоторых из этих образцов сорго - слово, используемое для описания растительного материала, собранного в разных местах, чтобы оценить точность их предсказаний на основе генома. Прогнозы урожайности оказались точными более чем в 70% случаев.
Теоретически селекционеры могут получить доступ к виртуальному океану данных о зародышевой плазме или генетическом материале растений со всего мира. В мире существует 1 750 генных банков, содержащих 7,4 миллиона образцов растений, но лишь небольшой процент из них обладает особыми качествами, которые ценятся селекционерами при выведении новых сортов для производственных нужд.
Но поиск лучших образцов среди миллионов доступных представляет собой логистический кошмар для ученых-растений, сказал Цзяньмин Юй.
Публикация показывает, что можно до некоторой степени предсказать признаки, которыми обладают эти образцы, на основе их генетического профиля. Ю сказал, что газета делает шаг к «суперзарядке двигателя» ценного ресурса, позволяющего селекционерам сорго нацеливаться на ценные образцы с большей легкостью и скоростью, чем это возможно в настоящее время.
«Мы все согласны с неотложностью и проблемами эффективной разработки природного наследия, хранящегося в банках генов», - сказал он. «Но нам нужно протестировать разные стратегии, и нам нужно найти способ».
Исследователи отобрали набор из 962 образцов сорго из U. S. База данных Министерства сельского хозяйства и проведено секвенирование для получения данных дактилоскопии всего генома. Они протестировали выбранную обучающую выборку и использовали набор инструментов прогнозирования для оценки различных характеристик. Затем исследователи культивировали 200 таких образцов, чтобы проверить, насколько их предсказания соответствуют действительности.
Точность прогнозов урожайности составляла 76 процентов, а предсказания других признаков, таких как высота растения, варьировались от 67 до 83 процентов.
«Используя геномику и анализ данных, мы, безусловно, можем работать лучше», - сказал Цзяньмин Юй.