Маркерная технология – это широко распространенный метод, который с помощью молекулярных маркеров позволяет проверять признаки растений. Эти маркеры представляют собой короткие сегменты ДНК с известным местоположением в геноме, которые наследуются вместе с определенным признаком.
Используя молекулярные маркеры, эти признаки можно быстро и легко идентифицировать до того, как они проявятся во взрослом растении. В результате, например, устойчивость к грибковым заболеваниям, вымоканию можно определить на ранних стадиях развития растений.
Молекулярные маркеры значительно повышают эффективность селекции, так как позволяют быстро производить отбор требуемых характеристик растений, вне зависимости от влияния окружающей среды. Например, если условий для вымокания в этом году нет, то и селекционный материал с этим признаком вы оценить не сможете. А геномная селекция как раз позволяет сделать это и установить, что ваш будущий сорт будет устойчив к вымоканию.
Геномная селекция – это этап развития традиционной маркерной технологии. Она позволяет производить лучший, более надежный отбор при выборе не только семенного материала, но и подходящих партнеров для скрещивания. Это важно в случае, если необходимо получить не один, а несколько признаков. Соответственно, одно родительское растение у вас будет с одним признаком, другое – с другим. После скрещивания, благодаря генетическим маркерам, вы точно определите, будут ли выбранные вами признаки в новых растениях.
Как это работает?
Что представляет собой наша работа? Мы можем, например, скрестить две родительские линии друг с другом, а полученные семена проращиваем. Затем у ростка берем образец, выделяем ДНК и анализируем его. Если в нем присутствует искомый маркер, то это чаще всего означает, что у взрослого растения будет необходимый признак, например, устойчивость к болезням или вымоканию. Поэтому с помощью молекулярных маркеров мы в течение 48 часов можем определить наличие признака в культивируемом сорте. Для этого не надо ждать развития семенного материала. Так мы проводим предварительный отбор потомства и перспективных форм растений.
Результаты испытаний мы всегда проверяем в полевых условиях, после чего отбираем еще кандидатов на дальнейшее культивирование. Раньше селекционеру приходилось за счет увеличения количества семенного материала получать необходимые комбинации, потому что он не всегда понимал, передался нужный признак или нет. А теперь мы все это можем сделать на ранней стадии и выращиваем растения, в которых уже точно есть искомые признаки. Это снижает нагрузку на селекционный участок.
Все это касается, по большей части, именно селекционеров. Но знание маркерной селекции и ее применение очень важно и для производственников, сотрудников хозяйств.
Сохранение признака
Сейчас одна из главных проблем производителей при закупке семян – их дороговизна, из-за чего многие не могут себе позволить приобрести качественный посадочный материал, то есть семена первой репродукции.
Поэтому, купив такой материал однажды, начинают его культивировать. Это может быть несколько циклов, два или три, в зависимости, опять же, от финансовых возможностей хозяйства. В результате происходит расщепление генов растений, в особенности, если используются гибриды, и утрата важных и ценных признаков. А это влечет за собой падение урожайности.
И в этой связи для агрария очень важно понимать, на каком этапе необходимо закупать новый семенной материал. Так, сельхозпроизводитель может контролировать, сохраняются ли, например, в пшенице, гены качества или признаки, связанные с
высокой урожайностью, устойчивостью к тем или иным заболеваниям и так далее.
При использовании маркерной селекции аграрии могут сдавать свой материал в лабораторию для того, чтобы точно понимать, на какой стадии расщепления находится их семенной материал. Если мы не находим необходимых маркерных генов, то делаем вывод, что и самих генов уже нет, а значит, нет и связанных с ними признаков. Такой семенной материал на следующий год лучше не использовать. Это позволяет, во-первых, сохранить урожайность, а во-вторых, не потерять деньги.
Определение чистоты
Маркерная и геномная селекция также помогают определить сортовую чистоту. Например, покупая сортовой материал вы не всегда можете быть уверены в его чистоте или репродуктивности. Под видом супер-элиты вам могут продать семена худшего качества. В деньгах – это существенная разница, а у сельхозпроизводителей каждая копейка на счету.
На основе маркерных профилей составляются генетические профили сортов растений. Своеобразный паспорт, который характерен только для одного сорта. Покупая семена, вы можете отдать его в лабораторию, и специалисты подтвердят, что это семена такого-то сорта такой-то чистоты. Это, в первую очередь – страховка от риска неблагонадежных поставщиков.
В дальнейшем, вероятно, будут создаваться генетические паспорта на все сельхозкультуры, и методами маркерной селекции будет подтверждаться их чистота. В некоторых регионах уже появляются программы, призванные поддерживать сортовую чистоту растений, гибридов на высоком уровне.
Таким образом, маркерная и геномная селекция выполняют три важных функции. Селекционер с ее помощью определяет, передался ли признак, аграрий – сохранился ли признак в ряде поколений, то есть, не произошло ли расщепление генетического материала. Третья функция – подтверждение сортовой чистоты. Для работы мы используем метод ПЦР-анализа, он очень прост в исполнении. Основная проблема заключается в том, какие маркеры выбираются для анализа, поскольку разные лаборатории используют разный набор маркерных генов.
Пока единых паспортов для сортов нет. Но перспективы очень широки. Так или иначе, мы к этому придем. Поэтому данные технологии ждет большое будущее, и вскоре они станут скорее рутиной, нежели чем-то необычным
Комментарии отсутствуют