Определен генетический регион, отвечающий за отсутствие колючек у ежевики

Фото из открытых источников

Производители отдают предпочтение стеблям ежевики без колючек (подрод Rubus) из-за проблем с безопасностью пищевых продуктов и труда, а также из-за риска повреждения плодов от механических повреждений колючками. 

Ежевика — это особая культура, доля которой на рынке свежих ягод растет. Рост спроса и увеличение себестоимости продукции привели к необходимости создания сортов, которые можно адаптировать ко многим условиям и подходам к агротехнике.

Колючки являются проблемой в системах производства ежевики, поскольку они представляют угрозу безопасности пищевых продуктов и могут вызвать механические повреждения плодов и сократить срок их хранения.

Распространенной целью программ по разведению ежевики для свежего рынка является выведение сортов без шипов или, правильнее сказать, колючек. Часто эти термины используются в литературе как взаимозаменяемые.

Колючки с ботанической точки зрения отличаются от шипов и колючек тем, что состоят из клеток коры и эпидермиса.

«У селекционеров ежевики не было необходимой генетической информации, чтобы определить, почему у некоторых растений отсутствуют так называемые колючки, но обычно их называют шипами», — сказала Маргарет Уортингтон из Арканзасской сельскохозяйственной экспериментальной станции. «Все сорта ежевики, продающиеся на свежем рынке, являются тетраплоидами, то есть у них четыре копии каждой хромосомы, в отличие от двух копий у человека. Большее количество копий затрудняет генетический анали». Никто не знал генетического локуса или местоположения гена на хромосоме, отвечающего за колючий признак, что делало его очевидным объектом для работы».

Результаты исследования группы выявили первый диагностический маркер для любого признака, который был разработан и опубликован в BlackBerry. Статья группы была опубликована в журнале G3: Genes, Genomes, Genetics.

«Это первые в мире общедоступные маркеры, разработанные для свежей и переработанной ежевики», — сказала Эллен Томпсон, директор по селекции и развитию ежевики в компании Hortifrut Genetics. «Маркеры экономят время и деньги, позволяя селекционерам быстрее принимать решения — еще до высадки рассады в поле».

Авторы использовали общегеномное ассоциативное исследование, чтобы определить локус, отвечающий за признак отсутствия шипов.

Они собрали ДНК в общей сложности 374 сортов ежевики, некоторые из которых имели колючесть, а некоторые — нет.

Затем эти образцы ДНК были проанализированы с помощью генотипирования — высокоточного процесса, включающего сканирование и выявление вариаций в генетическом коде, которые могут влиять на признак колючести.

Если эти вариации, известные как однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), в значительной степени связаны с признаком, это говорит о том, что ген в этой области может влиять на признак.

Эти однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), также называемые маркерами, указывают на область, связанную с рассматриваемым признаком.

«Использование генетических маркеров в последнее время стало применяться для ежевики и малины, но этот тип разработки более продвинут, когда речь идет о таких пропашных культурах, как рис и соя», — сказал Уортингтон. «Генетические маркеры очень широко используются в пропашных культурах для отбора по таким параметрам, как устойчивость к болезням, дата срезки или цветения, а также по другим интересующим признакам».

Еще одним ключевым выводом исследования стало отсутствие генетической изменчивости вокруг хромосомы Ra04, что приводит к блоку неравновесного сцепления или области, где генетические маркеры с большей вероятностью наследуются вместе, а не случайно.

Для гена отсутствия шипов, включенного в этот блок, это означает, что он часто передается от родительского растения к дочернему растению со многими другими генами, включая нежелательные признаки, такие как высокая кислотность, отсутствие устойчивости к холоду и побеги, которые не растут вертикально, если им не нужна опора.

«При целенаправленном отборе растений без шипов эти отрицательные черты были привнесены, а вариации вокруг локуса были утеряны», — сказал Уортингтон. «Проведение скрещивания с колючими растениями может помочь вернуть изменчивость».