Agronomowie mapują ewolucję i różnorodność genetyczną prosa w celu zwiększenia produkcji

W porównaniu z innymi zbożami proso (Panicum miliaceum L) ma ważną zaletę – odporność na bardziej suchy klimat. Proso zawiera wszystkie niezbędne aminokwasy, 10%-15% jego składu stanowi białko. Jednak wydajność prosa jest niższa niż na przykład pszenicy. Dlatego jest mniej uprawiana i nie wykorzystuje w pełni swojego potencjału.

Z tego samego powodu roślina ta jest jedną z najsłabiej zbadanych roślin uprawnych z genetycznego punktu widzenia. Jednocześnie wiedza o różnorodności genetycznej prosa pozwoli na jego efektywniejszą uprawę. W tym celu agronomowie RODEN stworzyli kompletną „mapę” genetyczną prosa.

„Proso jest ważną uprawą zbóż. Jest jednak również najmniej zbadanym zbożem, po prostu dlatego, że nie jest uprawiane zbyt często. Baza genomowa prosa jest bardzo ograniczona w porównaniu z głównymi uprawami. Jednakże zrozumienie powiązań genetycznych jest ważne” – powiedział Maysam Zargar, doktor nauk rolniczych, profesor nadzwyczajny na Wydziale Techniki Rolniczej Uniwersytetu RUDN: „Dla przyszłej hodowli”.

Teraz opublikowane w czasopiśmie Inżynieria rolnaBadania prowadzono w latach 2020-2022 w regionie Akmola w północnym Kazachstanie. Agronomowie pobrali 100 próbek prosa z Ameryki Północnej i Południowej, Azji Wschodniej, Środkowej i Północnej, Europy i Azji Południowo-Zachodniej i posadzili je na suchych stepach. Aby zbudować „mapę” genomu prosa, inżynierowie rolnicy wykorzystali tak zwane mikrosatelity. Są to krótkie odcinki DNA, o długości kilku nukleotydów, występujące we wszystkich komórkach jądrowych. Wykorzystuje się je jako znaczniki, dzięki którym można prześledzić pokrewieństwo i różnice między gatunkami.

W sumie agronomowie przetestowali 20 markerów mikrosatelitarnych, z których dziewięć nadawało się do analizy genetycznej prosa. Z ich pomocą naukowcy zbudowali drzewo filogenetyczne, czyli wykres odzwierciedlający powiązania między gatunkami. Istniały w nim trzy główne grupy. Dwa z nich dotyczą głównie genotypów środkowoazjatyckich.

Najbardziej „trwałe” okazały się okazy z Azji Środkowej i Północnej – ich małe satelity znaleziono na całym drzewie. Wykazano, że niektóre z ich mikrosatelitów są powiązane z korzystnymi cechami prosa w rolnictwie, takimi jak zwiększona produkcja i wzrost gospodarczy. Dane te można wykorzystać do hodowli wysokowydajnych odmian.

„Próbki z Azji Środkowej i Północnej bardzo różnią się genetycznie od innych grup. Mikrosatelity SSR 85 i SR 86 są powiązane z ważnymi cechami rolnictwa – produktywną uprawą roli i plonami zbóż. Będzie to przydatne w hodowli prosa w celu zwiększenia produkcji” – powiedział Zargar. . .