Геномна селекція стане ключем до майбутнього сільського господарства

Створення високоврожайних, поживних і стійких до зміни клімату сільськогосподарських культур має вирішальне значення для забезпечення майбутнього світового виробництва продовольства. Щоб відповісти на виклики, які стоять перед людством, науковці Університету штату Айова працюють із селекціонерами над пошуком підходів, здатних ефективно прискорити програми покращення сільськогосподарських культур.

Професор Цзяньмін Юй, який обіймає посаду керівника кафедри селекції кукурудзи та директора Центру селекції рослин імені Реймонда Бейкера в Університеті штату Айова, вважає, що геномна селекція є важливою частиною відповіді на ці виклики.

Геномна селекція являє собою набір споріднених технологій, які швидко переходять від теорії до практики. Лише за кілька десятиліть вони привносять кардинальні зміни в програми селекції сільськогосподарських культур і тварин.

Нещодавня наукова стаття під назвою «Геномна селекція: суть, застосування та перспективи», опублікована у виданні The Plant Genome, розглядає геномну селекцію як частину спеціального розділу про генетику, геноміку та біотехнологію сільськогосподарських культур. Провідний автор дослідження Діана Ескамілья, колишня постдокторантка лабораторії Юя, зараз працює спеціалістом із селекції культур у приватній промисловості.

Ескамілья, Юй та інші автори статті описують геномну селекцію як стратегію селекції рослин, розроблену для прогнозування вимірюваних ознак. Вона використовує взаємозв'язки між генетичним складом рослини та її фенотипами, тобто спостережуваними характеристиками, для побудови моделей, які можуть краще передбачати продуктивність.

Цей процес збільшує можливості оцінювати більше окремих культур і скорочує час, необхідний для селекційних циклів. Геномну селекцію можна використовувати для різних цілей, включаючи дослідження генетичного різноманіття, відбір батьківських форм для бажаних ознак і вибір генетики, адаптованої до майбутніх прогнозованих умов шляхом включення змінних навколишнього середовища.

«Було захоплююче отримати запрошення написати цю статтю, щоб допомогти людям зрозуміти геномну селекцію, чому вона важлива і як вона розвивається», розповіла Ескамілья. «Як зазначено в назві, ми намагаємося передати суть геномної селекції та пояснити, як ця стратегія може дозволити селекціонерам швидше й точніше реагувати на потреби фермерів і зростаючого населення планети».

Дослідниця також зазначила, що галузь інтегрує нові технології, такі як штучний інтелект, і створює нові інструменти підтримки прийняття рішень. Спочатку геномна селекція застосовувалася для кукурудзи, пшениці та сої, але її можна використовувати для покращення багатьох інших культур, на які покладається світове населення, таких як бобові та овочі.

Професор Юй підкреслив важливість підготовки нового покоління фахівців. «Зараз значна частина моєї роботи зосереджена на технологічному навчанні наступного покоління», сказав він. «Я пишаюся гарною роботою таких студентів, як Діана, які допомагають нам продовжувати спадщину Університету штату Айова як всесвітнього центру лідерства в селекції рослин».

Геномна селекція відкриває нові можливості для сільського господарства в умовах зміни клімату та зростання населення Землі. Технологія дозволяє селекціонерам працювати ефективніше, створюючи сорти рослин, які краще адаптовані до майбутніх умов навколишнього середовища. Це особливо важливо в контексті глобальних викликів, пов'язаних із продовольчою безпекою та необхідністю забезпечити достатню кількість поживної їжі для всього людства.

Застосування геномної селекції не обмежується лише основними зерновими культурами. Вчені бачать потенціал у розширенні цієї технології на інші важливі для світового продовольства рослини, що може суттєво вплинути на сільськогосподарське виробництво в різних регіонах світу.