Индийские ученые определили генетический механизм, который позволит значительно упростить и удешевить производство гибридных сортов индийской горчицы – одной из ключевых масличных культур в мире. Результаты исследования, опубликованные в Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, открывают путь к созданию более урожайных сортов, что важно для продовольственной безопасности региона.
Селекционеры давно пытаются использовать гетерозис (превосходство гибридов над родительскими формами) у индийской горчицы, но сталкиваются с трудностями при массовом получении гибридных семян. Чтобы избежать самоопыления, приходится вручную удалять тычинки с материнских растений, что делает процесс трудоемким и дорогим. Решением может стать природный механизм самонесовместимости, связанный с протогинией, – состоянием, когда женские части цветка (пестики) созревают раньше мужских (тычинок), что естественным образом предотвращает самоопыление.
Исследователи из Центрального сельскохозяйственного университета имени Раджендры Прасада и Индийского сельскохозяйственного исследовательского института в Нью-Дели выяснили, как наследуется этот признак. Скрещивая растения с протогинией и обычные сорта, они установили, что его контролируют два доминантных гена. Затем с помощью современного метода генотипирования ученые проанализировали геномы растений и выявили четыре уникальных молекулярных маркера (SNP), которые всегда присутствуют у растений с нужным свойством.
Эти маркеры расположены рядом с тремя генами-кандидатами, которые, предположительно, и отвечают за механизм самонесовместимости. Функции этих генов связаны с передачей кальциевых сигналов – ключевым процессом, который позволяет цветку «распознавать» свою и чужую пыльцу. Наличие таких маркеров позволит селекционерам отбирать нужные растения еще на стадии проростков, не дожидаясь цветения и не проводя сложных тестов на опыление. Это многократно ускорит и удешевит выведение новых высокоурожайных гибридов индийской горчицы.