Новые ДНК-маркеры позволяют селекционерам ежевики значительно сократить время на разработку сортов с улучшенным вкусом ягод и адаптацией к различным климатическим условиям. Это открытие основано на идентификации генетического региона, контролирующего ключевой признак — плодоношение на побегах первого года жизни, который в последние два десятилетия способствовал расширению индустрии свежей ежевики в более теплых регионах и вне традиционного сезона сбора.
Исследование, опубликованное в журнале GENETICS, выявило единственный геномный регион на хромосоме Ra03, тесно связанный с этим признаком. Для подтверждения результата ученые провели генетическое картирование сцепления в отдельной биродительской популяции, что независимо подтвердило контроль данного признака одним хромосомным регионом.
В пределах этого региона команда определила 10 генов-кандидатов, потенциально участвующих в регуляции цветения, и сузила список до двух высокоприоритетных кандидатов, известных по своей роли в определении сроков развития растений.
Прямым практическим результатом работы стало создание двух ДНК-маркеров, названных PF1 и PF2, которые с точностью более 96% предсказывают наличие признака плодоношения на первогодках. Эти маркеры были протестированы на почти 500 сортах ежевики и позволяют проверять саженцы задолго до их созревания и начала плодоношения.
Селекционеры сталкиваются с необходимостью множества скрещиваний между элитным материалом ежевики, плодоносящей на побегах второго года жизни, и ежевикой, плодоносящей на побегах первого года жизни, поскольку последняя по качеству плодов несколько уступает традиционной. Признак плодоношения на первогодках наследуется рецессивно, а эти ежевики являются автотетраплоидами — они имеют по четыре копии каждой хромосомы, что дает преимущества в виде повышенного генетического разнообразия, большей устойчивости к стрессовым факторам, а также более крупных плодов и семян по сравнению с диплоидными аналогами. В таких скрещиваниях ожидается, что признак будет наблюдаться только у одной шестой части потомства.
Использование генетических маркеров позволяет отбирать в расщепляющихся популяциях саженцы, плодоносящие на побегах второго года, перед посадкой, что дает возможность оценить больше сеянцев, плодоносящих на первогодках. Маргарет Уортингтон, директор программы селекции плодовых культур исследовательского подразделения сельскохозяйственного факультета Университета Арканзаса (Арканзасской сельскохозяйственной экспериментальной станции) и доцент кафедры садоводства, отметила: «Первые в мире сорта ежевики, плодоносящие на побегах первого года жизни, были выведены здесь, в рамках Арканзасской программы селекции плодовых культур, и мы продолжаем выводить новые сорта с высоким потенциалом урожайности, качеством плодов и адаптацией к условиям Юго-Востока США в рамках нашей серии Prime-Ark. Мы используем эти маркеры в нашей программе прикладной селекции уже три года и начинаем наблюдать гораздо более быстрый прогресс в улучшении качества плодов у сортов, плодоносящих на побегах первого года жизни».
