Российские и китайские учёные впервые составили генетическую карту морозостойкости отечественного чая
Учёные Субтропического научного центра РАН совместно с коллегами из Аньхойского сельскохозяйственного университета Китая впервые в мировой практике создали детальную генетическую карту отечественных сортов чая, определяющую ключевые участки ДНК, ответственные за устойчивость к холоду. Эта работа стала главным итогом масштабного международного проекта, выполненного при поддержке Российского научного фонда и фонда NSFC Китая.
Генетические исследования на специальной популяции
Специалисты проводили генетическую работу на специально созданной популяции чая, полученной от скрещивания холодоустойчивого адыгейского генотипа и восприимчивого к холоду сорта Колхида. С помощью методов полногеномного анализа и генетического картирования учёные точно определили положение на хромосомах конкретных участков ДНК, ассоциированных с устойчивостью.
Для выявления наиболее активно включающихся в защиту генов растения подвергли комплексным стресс-тестам. Из сотен кандидатов были отобраны два малоизученных гена с максимальной активностью. Для их проверки использовался биотехнологический «обходной путь» — гены чая встроили в модельное растение табак, поскольку напрямую изменить геном чая на текущий момент технически сложно.
Новые инструменты для мировой селекции
«Впервые в мире получена информационная карта с локусами холодоустойчивости у отечественных генотипов чая. На её основе определено точное местоположение на хромосомах и выявлены маркеры и гены, которые потенциально влияют на устойчивость к холоду. Это даёт мировой селекции чая принципиально новые инструменты для селекции», — отметила руководитель проекта, заведующая лабораторией молекулярно-генетических исследований, кандидат биологических наук Лидия Самарина.
Уникальные генетические «метки»
Кроме того, учёные разработали молекулярные маркеры — уникальные генетические «метки». Для гена CsLUX они обнаружили не просто сам ген, а его конкретную природную модификацию — гаплотип HapA, связанный с заменой аминокислоты в гене. Проведя ассоциативное исследование, специалисты установили, что наличие гаплотипа HapA в геноме чайного растения сильно коррелирует с повышенной холодоустойчивостью китайских и российских генотипов. Географический анализ показал, что этот полезный вариант накапливается в популяциях, исторически растущих в более суровых условиях, что доказывает его ценность для выживания.
Сокращение сроков создания новых сортов
Использование таких маркеров в селекции позволит отбирать перспективные сеянцы на ранних стадиях, что сократит сроки создания новых сортов на многие годы. Проект не только выполнил фундаментальную задачу по расшифровке механизмов холодоустойчивости, но и передал селекционерам новые генотипы чая и практические инструменты для ускоренного создания новых улучшенных сортов. Эти сорта, обладающие повышенной выносливостью, призваны закрепить успех отечественного чаеводства в зоне рискованного земледелия и обеспечить устойчивое производство ценной продукции в России.
Источник: https://tass.ru/