Агрономы выяснили, как повысить урожайность проса

Агрономы РУДН построили карту эволюции и генетического разнообразия проса. Этот устойчивый к засухе злак недооценивают, но новые данные помогут провести селекцию и повысить его урожайность. Результаты опубликованы в журнале Agronomy.

По сравнению с другими зерновыми культурами у проса (Panicum miliaceum L) есть важное преимущество — устойчивость к более засушливому климату. В просе есть все незаменимые аминокислоты, 10–15% его состава — это белок. Однако просо дает меньше урожая по сравнению, например, с пшеницей. Поэтому его сажают реже и не используют весь его потенциал. По той же причине это растение — одна из самых малоизученных зерновых культур с точки зрения генетики. Между тем, знания о генетическом разнообразии проса помогут эффективнее его выращивать. Для этого агрономы построили полную генетическую «карту» проса.

«Просо — важная зерновая культура. Однако это и наименее изученный вид злаков, просто потому, что его мало выращивают. Геномная база проса весьма ограничена по сравнению с основными культурами. Однако понимание генетических взаимосвязей важно для будущей селекции», —говорит Мейсам Заргар, доцент агробиотехнологического департамента РУДН.

Исследование проводили с 2020 по 2022 годы в Акмолинской области в северном Казахстане. Агрономы взяли 100 образцов проса из Северной и Южной Америки, Восточной, Центральной и Северной Азии, Европы и Юго-Западной Азии и высадили их в условиях сухой степи. Чтобы построить «карту» генома проса, агрономы использовали так называемые микросателлиты. Это короткие участки ДНК, длиной в несколько нуклеотидов, которые встречаются во всех ядерных клетках. Они используются как маркеры, по которым можно отследить родство и различия видов.

Всего агрономы проверили 20 микросателлитных маркеров, из которых девять подходили для геномного анализа проса. С их помощью авторы построили филогенетическое дерево — график, отражающий взаимосвязи между видами. В нем оказалось три основных кластера. Два из них относятся в основном к центральноазиатским генотипам. Образцы из Центральной и Северной Азии оказались самыми «живучими» — их микросателлиты встречались во всем дереве. Некоторые из их микросателлитов оказались связаны с выгодными для культивирования особенностями проса — повышенной урожайностью и кустистостью. Эти данные можно будет использовать для выведения высокоурожайных сортов.

«Образцы из Центральной и Северной Азии генетически значительно отличаются от других групп. Микросателлиты SSR 85 и SR 86 связаны с важными агрономическими признаками — продуктивным кущением и урожайностью зерна. Это будет полезно в селекции проса для повышения его урожайности», — продолжает Мейсам Заргар.