Исследовательская группа из отдела Национального института сельскохозяйственных исследований Аргентины (INTA) в Тукумане работает над разработкой мутагенеза in vitro для получения новых сортов сахарного тростника, обладающих лучшими характеристиками, как агрономическими, так и промышленными. Это простой и экономичный метод по сравнению с другими, используемыми сегодня.
эксклюзив 🔹
Мутагенез in vitro — это метод, позволяющий модифицировать ДНК растений в лаборатории. Аргентинские исследователи применяют этот биотехнологический инструмент для получения новых сортов сахарного тростника, сообщает портал Правительства Аргентины.
Эта процедура имеет, с одной стороны, культуру растительных тканей in vitro, то есть выращивание растений в контролируемой лабораторной среде, обеспечивающей все условия и питательные вещества, необходимые для их роста и развития. И, с другой стороны, используется индукция мутаций, когда растительные ткани обрабатываются мутагенными агентами, физическими или химическими, для создания наследственных изменений в ДНК.
«В субтропической зародышевой плазме, которую мы используем в классической селекции, генетическое разнообразие низкое, а это означает, что сорта, которые мы используем в качестве родительских для селекции, тесно связаны. Это представляет собой проблему, когда дело доходит до создания генетической изменчивости, необходимой для любой программы генетического улучшения», — рассказала Валентина Ди Паули, исследователь INTA.
Генетическая изменчивость является основой, которая позволяет идентифицировать и отбирать растения с новыми и улучшенными характеристиками, чтобы увеличить шансы на успех в создании превосходных сортов. По этим причинам возникает необходимость во внедрении методов, альтернативных половому скрещиванию, для создания новой генетической изменчивости.
«Именно так мы включили мутагенез in vitro в программу улучшения сахарного тростника INTA, стремясь включить в зародышевую плазму новые аллели и, следовательно, новые характеристики. Это простой и экономичный метод по сравнению с другими биотехнологическими методами. В небольшом лабораторном помещении можно работать с большим количеством растений. Кроме того, можно провести отбор in vitro по некоторым характеристикам, таким как устойчивость к засолению, засухе или низким температурам, в конечном итоге перенеся в поле только растения, пережившие стресс. Это крайне важно, поскольку одной из наиболее значительных затрат в программе генетического улучшения являются полевые испытания», — поясняет ученый.
Процесс мутагенеза in vitro состоит из нескольких этапов, включающих лабораторные, тепличные и полевые работы.
«Мы начали с отбора проб почек сахарного тростника сортов INTA. Этот растительный материал обеззараживают в лаборатории, а затем вводится в культуру in vitro. Перед мутагенными обработками мы изучаем реакцию каждого сорта на культивирование in vitro и разрабатываем протоколы для каждого из сортов, поскольку это генотип-зависимый метод. К этим культурам применяется мутагенная обработка, называемая эмбриогенным каллусом. Далее переходим к этапу регенерации растений и последующей их акклиматизации в теплице в условиях ex vitro. Наконец, мы переносим полученные растения в поле, стремясь найти новые характеристики, которые превосходят исходный сорт», — рассказывает Валентина Ди Паули.
Что касается полученных результатов, на данный момент протоколы выращивания in vitro оптимизированы для нескольких генотипов сахарного тростника, разработанных Программой улучшения сахарного тростника INTA, и испытания новых сортов продолжаются для проверки новых протоколов с другими сортами, которые имеют низкую регенерацию растений.
«Что касается мутагенеза, мы определяем оптимальные дозы мутагена для создания генетической изменчивости без ущерба для нормального развития растений. В полевых условиях у нас есть экспериментальные испытания с мутагенизированной популяцией, из которой мы выбрали растения, характеристики которых превосходят исходный генотип, и которые находятся в процессе размножения и оценки до коммерческого масштаба. Мутагенез in vitro дает нам возможность выводить новые сорта, лучше адаптированные к различным зонам выращивания, с улучшенными как агрономическими, так и промышленными характеристиками. Кроме того, это позволяет расширить генетическую базу селекционной программы. В контексте перемен крайне важно искать сорта, которые смогут адаптироваться к будущим сценариям, демонстрируя толерантность к различным типам стресса и лучшую адаптацию к климатическим изменениям. Мы надеемся вскоре выйти на рынок производителей сахарного тростника с новыми сортами, улучшенными с помощью этой технологии. Наличие новых сортов и их регулярная замена имеют решающее значение для производителя, поскольку это позволяет разнообразить сорта, что в значительной степени способствует поддержанию более здорового и продуктивного поля тростника с течением времени», — заключила исследователь.
Источник и фото: www.argentina.gob.ar.
