Карликовый подвой широко используется при выращивании яблонь в интенсивной системе благодаря его многочисленным преимуществам, включая раннюю продуктивность деревьев, высокую урожайность, высокое качество плодов и совместимость с техникой, что позволяет сэкономить на трудозатратах. Однако создание новых подвоев карликовых яблонь представляет собой серьезную проблему и требует значительного времени — на коммерческий выпуск нового гибридного подвоя требуется от 25 до 30. Китайские исследователи раскрыли молекулярную основу карликовости подвоев яблони для ускорения процесса.
эксклюзив 🔹
Карликовые подвои яблони, такие как М9 («Malling9»), эффективно ограничивают размеры деревьев и оказывают существенное влияние на рост и развитие привитых сортов яблони. Выведение превосходных карликовых подвоев является основной задачей экспертов по селекции яблони, чтобы удовлетворить потребности современного интенсивного садоводства.
Молекулярная селекция стала одним из ключевых подходов в современной селекционной практике для получения карликовых подвоев. Однако молекулярный механизм, лежащий в основе карликовости, вызванной такими подвоями, как M9, остается неясным, что создает проблему для продолжающихся усилий по селекции.
Карликовость представляет собой сложную черту, управляемую множеством генов. Недавние достижения в области генетики значительно помогают селекции и отбору новых подвоев карликовой яблони, сообщила исследовательская группа из Китайского сельскохозяйственного университета под руководством И Вана и Чжэньхая Ханя опубликовала свои результаты в журнале Horticultural Research.
Научная работа команды была сосредоточено на гене MdARF3, расположенном в локусах Dw1, и его дифференциальной экспрессии у карликовых и сильнорослых подвоев яблони. Это открытие подчеркивает важную роль MdARF3 в регулировании удлинения корней и высоты растений, предлагая новый взгляд на селекцию подвоев яблони, отмечают авторы.
Исследование показало, что экспрессия MdARF3 в корневой системе карликового подвоя М9 ниже, чем у сильнорослых подвоев, из-за делеции в промоторной области. Эта делеция существенно влияет на транскрипционную активность MdARF3, приводя к замедлению роста корней и растений. С помощью различных экспериментов, в том числе на моделях трансгенного табака и яблони, исследователи продемонстрировали, что более высокая экспрессия MdARF3 способствует удлинению корневой системы и увеличению высоты растений.
Дальнейший молекулярный анализ показал, что фактор транскрипции MdWOX4-1 положительно регулирует MdARF3 путем связывания с его промотором. Однако в генотипе M9 делеция элемента WUSATAg в промоторе MdARF3 предотвращает это взаимодействие, что приводит к снижению экспрессии MdARF3 и последующему снижению карликовости. Данное исследование обеспечивает всестороннее понимание генетических и молекулярных взаимодействий, лежащих в основе карликовости подвоев яблони.
«Эти результаты проливают свет на генетические механизмы карликовости яблонь и открывают новые возможности для молекулярной селекции. Нацеливаясь на путь MdARF3, мы можем разработать улучшенные карликовые подвои, которые поддерживают эффективное и устойчивое производство яблок. Открытие генетического переключателя MdARF3 имеет большое значение для программ селекции карликовой яблони. Управляя экспрессией MdARF3, селекционеры могут создавать новые карликовые подвои, которые сочетают в себе преимущества высокой плотности посадки, раннего производства высококачественных плодов и подходят для механизированных садов интенсивного типа», заключили авторы.
Этот проект был поддержан грантами Национального фонда естественных наук Китая, Целевого фонда для Китайской системы сельскохозяйственных исследований и Программы развития талантов Китайского сельскохозяйственного университета.
Источник: Horticultural Research.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
