Новый протокол скоростной селекции риса позволяет выращивать 5 поколений в год
Ученые из Международного научно-исследовательского института риса успешно разработали надежный, первый в своем роде протокол скоростной селекции для «белого золота», который намного сокращает время генерации, необходимое в год для селекции риса индика и японика.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей, опубликованной на портале Международного научно-исследовательского института риса (IRRI), о новостях в скоростной селекции растений: «Ожидается, что рост спроса на рис будет расти по мере увеличения численности населения планеты, поэтому необходимы новые подходы к разработке улучшенных сортов. В традиционной селекции риса исследователи сталкиваются с длительным временем вегетации культуры, в поле – с сезонными ограничивающими факторами.
Благодаря протоколу SpeedFlower эти условия больше не будут влиять на развитие растений риса за счет сокращения времени генерации почти вдвое, что позволяет выращивать четыре-пять поколений риса индика и японика в год.
«Теперь мы можем вывести новые высокоурожайные, климатоустойчивые и питательные сорта риса в значительно сокращенные сроки. Это важный научный шаг на пути к значительному увеличению генетического прироста риса, что в конечном итоге будет способствовать глобальной продовольственной безопасности», — заявили руководители программы доктора Викас Кумар Сингх, Ума Махешвар Сингх и Паллави Синха.
Технология скоростного размножения — Speed Breeding (SB) — была внедрена для эффективного управления факторами окружающей среды и подходит для культур короткого и длинного дня, что позволяет использовать ее в течение всего года. В результате скоростная селекция приобрела популярность как метод выращивания нескольких поколений в год. Ее использование в теплицах и контролируемых камерах позволяет работать как с коротко-, так и длиннодневными культурами. Это достигается за счет обеспечения тщательно контролируемых условий роста, которые создают благоприятную среду для разнообразных селекционных материалов по сравнению с полевыми условиями.
Успех технологии скоростного размножения привел к созданию современного предприятия SpeedBreed в ISARC в Варанаси, Индия, где оборудованы полностью закрытые камеры с контролируемыми параметрами роста и проводится работа для оптимизации протоколов скоростной селекции в отношении всех типов сортов риса.
«Так, протокол SpeedFlower демонстрирует замечательное влияние скоростную селекцию. С помощью этого протокола мы можем ускорить деятельность по скрещиванию и инбридингу, завершив ее в течение 1,5–2 лет вместо обычных 6–7 лет, необходимых в полевых условиях», — сказал директор ISARC д-р Судханшу Сингх.
Протокол SpeedFlower значительно ускоряет разработку картографических популяций, позволяя быстро картировать важные признаки, и фокусируется на оптимизации спектра света, интенсивности, фотопериода, температуры, влажности, уровня питательных веществ и гормональной регуляции для ускорения роста, цветения и зрелости риса.
С внедрением протокола ученые увидели цветение всего за 60 дней для протестированных сортов риса и добились сокращения времени созревания семян на 50%, независимо от их естественной продолжительности цветения.
Подмножество из 198 генотипов, представляющих 12 различных подгрупп Oryza sativa L. из «Проекта 3000 геномов риса (3K RGP)», было выбрано для проверки оптимизированного SpeedFlower на предприятии.
Подмножество выбрали на основе их молекулярного разнообразия, различной продолжительности цветения и географического местоположения. В полевых условиях время цветения этих генотипов колебалось от 58 до 127 дней. Однако при выращивании с использованием оптимизированного SpeedFlower все 198 генотипов успешно зацвели за более короткий период — 58 дней. Значительное сокращение времени цветения, а также замечательная синхронизация между сегрегирующими поколениями, устраняют основное узкое место в программах селекции.
«Технология скоростной селекции все еще находится на ранней стадии своего развития, и ее реализация имеет как преимущества, так и недостатки, которые требуют дальнейших исследований. Тем не менее, этот протокол может оказать существенное влияние на глобальную продовольственную безопасность за счет быстрого развития улучшенных сортов риса раннего, среднего и позднего сроков созревания», — сказал д-р Ханс Бхардвадж, директор по инновациям в селекции риса IRRI.
Теперь IRRI планирует создать консорциум, который будет предлагать услуги поддержки Национальным системам сельскохозяйственных исследований и распространения знаний и частным компаниям по созданию и эксплуатации предприятий скоростной селекции.
Протокол был разработан при финансовой поддержке Департамента биотехнологии (DBT) Правительства Индии. Исследование проведено в рамках совместного научного проекта IRRI с Индийским советом сельскохозяйственных исследований (ICAR)».
