Исследователям из Еврейского университета удалось вывести сорт помидоров, который способен давать высокие урожаи даже в условиях экстремальной засухи.
Результаты исследования были опубликованы в журнале PNAS .
Исследование возглавляли Шай Торгеман и Дани Замир с факультета сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды Еврейского университета. Используя углубленный анализ, учёные определили взаимодействие между двумя областями генома томата, что приводит к увеличению урожая. Они также обнаружили, что новый сорт помидоров потребляет меньше воды и даже увеличивает урожайность в экстремальных погодных условиях.
По словам исследователей, результаты доказывают эффективность использования дикорастущих видов для выращивания и улучшения растений в сельском хозяйстве. Уникальная структура новой популяции, которая позволяет точно картировать гены томата и идентифицировать взаимные эффекты, имеет потенциал для широкого применения на других растениях, а также для повышения урожайности в будущем.
Помидоры, выращенные в условиях открытого грунта, нуждаются в защите от вредителей, внесении удобрений, со временем их необходимо поливать. Однако климатический кризис и острая нехватка воды во всем мире требуют альтернативных сортов и новых методов выращивания, которые также гарантируют адекватную прибыль фермерам.
Исследователи скрестили два вида томатов — дикий томат из пустынь западного Перу и культивируемый помидор — с целью определить, какие области генома влияют на важные сельскохозяйственные признаки, такие как урожайность. На сегодняшний день в лаборатории профессора Замира уже более четырех лет проводится секвенирование ДНК и обширный анализ данных 1400 растений.
“Исследования сложных признаков растений, таких как урожайность и устойчивость к засухе, были основаны на значительно меньших популяциях из 200 видов”, — объяснил Торгеман, — “Это делает невозможным выявление всех взаимодействий (эпистазис) между генами, а также их влияние на важные сельскохозяйственные признаки. В этом исследовании мы генетически скрестили два разных вида томатов и доказали, что, используя большую популяцию и генетическую карту, включающую тысячи маркеров, можно идентифицировать участки в геноме, которые имеют взаимодействие, способствующее увеличению урожая”.
Благодаря генетическому анализу сортов томатов исследователи смогли идентифицировать две области в геноме диких видов. Каждый по отдельности не влияет на урожай, но когда эти участки генома появляются вместе, то даже в засушливых условиях вносится значительный вклад в плодородие. Результаты исследования показали, что две области на разных хромосомах привели к увеличению общей урожайности помидоров на 20-50% как в условиях орошения, так и в условиях засухи.
“Сейчас, на основе опубликованных знаний, мы выращиваем новые сорта с целью их коммерциализации на рынке продуктов питания”, — заключил Шай Торгеман.
