Эти усилия представляют собой эксперимент, подтверждающий концепцию, который может помочь растениеводам отделить пшеницу от плевел, когда дело доходит до выбора лучших образцов для селекции сортов с лучшей урожайностью или устойчивостью к стрессу, сказал Цзяньмин Юй, доцент агрономии и Пионерская кафедра селекции кукурузы.
Новое исследование, опубликованное в рецензируемом научном журнале Nature Plants, посвящено сорго, используемому в биоэнергетике, но может иметь разветвления для ряда сельскохозяйственных культур, сказал Юй.
«Мы думаем, что эти прогнозы можно использовать для принятия решений по селекции и селекции», – сказал Сяоцин Ю, научный сотрудник постдокторской агрономии и первый автор статьи. «Мы надеемся, что это будет способствовать лучшему и более точному разведению с использованием разнообразного генетического материала.”
Исследователи протестировали сложный набор генетических инструментов, чтобы предсказать, какими чертами будут обладать сотни семян сорго при культивировании. Затем команда вырастила образцы некоторых из этих образцов сорго, это слово используется для описания растительного материала, собранного с разных участков, чтобы оценить точность их геномных прогнозов. Прогнозы урожайности оказывались точными более 70 процентов времени.
Теоретически селекционеры растений могут получить доступ к виртуальному океану данных о зародышевой плазме или генетическом материале растений со всего мира. В мире насчитывается 1750 генных банков, содержащих 7.4 миллиона образцов растений, но лишь небольшой процент из них обладает особыми качествами, которые селекционеры ценят при создании новых сортов для производственных нужд.
Но поиск лучших образцов среди миллионов доступных представляет собой логистический кошмар для ученых-растениеводов, сказал Цзяньмин Юй.
В публикации показано, что можно в определенной степени предсказать признаки, которыми обладают эти образцы, на основе их генетического профиля. Ю сказал, что статья делает шаг к «сверхзарядке двигателя» ценного ресурса, позволяющего селекционерам сорго сосредоточиться на ценных образцах с большей легкостью и скоростью, чем это возможно в настоящее время.
«Мы все согласны с безотлагательностью и задачами эффективного использования природного наследия, хранящегося в генных банках», – сказал он. «Но нам нужно протестировать разные стратегии, и нам нужно выяснить, как.”
Исследователи выбрали набор из 962 образцов сорго из U.S. База данных Министерства сельского хозяйства и проведено секвенирование для получения данных отпечатков пальцев по всему геному.
Они проверили выбранную обучающую выборку и использовали набор инструментов прогнозирования для оценки различных характеристик. Затем исследователи культивировали 200 экземпляров, чтобы проверить, насколько их прогнозы соответствуют действительности.
Точность прогнозов урожайности составляла 76 процентов, а прогнозы для других характеристик, таких как высота растений, варьировались от 67 до 83 процентов.
«Используя геномику и аналитику данных, мы, безусловно, сможем сделать свою работу лучше», – сказал Цзяньмин Юй.