Блог

Инновации в генетике зерновых культур

Время прочтения: 6 минут

Генетика зерновых культур это одна из наиболее динамичных и значимых областей в современной аграрной науке. Она открывает широкие возможности для решения глобальных проблем, таких как обеспечение продовольственной безопасности, улучшение качества продуктов питания и устойчивость сельского хозяйства перед лицом климатических изменений.

  • Геномное редактирование (CRISPR/Cas9)

Геномное редактирование с использованием технологии CRISPR/Cas9 стало революцией в биотехнологии. Эта методика позволяет ученым вносить точные изменения в геном растений, что открывает пути для повышения урожайности и устойчивости зерновых культур.

Ученые геномного центра Всероссийского НИИ сельскохозяйственной биотехнологии (ВНИИСБ) получили первые результаты по редактированию генов пшеницы, где отмечена более ранние сроки колошения. Это может быть использовано для засушливых регионов, где требуются сорта с сокращенным периодом вегетации. Также уже имеются формы пшеницы, которые вероятно станут сортами с нужными потребительскими характеристиками. Их можно будет использовать направленно: для производства лапши, хлеба или биотоплива.

  • Маркер-ассоциированное селекционирование (MAS)

MAS представляет собой метод, в котором используются молекулярные маркеры для идентификации желательных признаков в растениях. Это значительно ускоряет процесс селекционирования, так как селекционеры могут заранее определить, какие растения обладают необходимыми генетическими характеристиками.

Молекулярные маркеры используют селекционеры США, ЕС, Австралии, Японии, Китая и других стран. К примеру, ученые в США изучали процесс переноса 43 генов в 75 родительских форм пшеницы. А в Краснодарском НИИСХ им. П.П. Лукьяненко (КНИИСХ) с помощью технологии MAS было установлено наличие ряда генов, отвечающих за проявление хозяйственно ценных признаков в сортах озимой пшеницы.

  • Генномика и протеомика

Современные методы геномики и протеомики позволяют детально изучать генетическую структуру и белковые профили растений. Эти данные позволяют более точно понимать механизмы наследования признаков и разрабатывать стратегические планы по улучшению урожайности и устойчивости к внешним условиям.

Согласно отчету IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата), средняя температура земной поверхности повысится в диапазоне 1,1-6,4°C к концу этого столетия. Таким образом, уверенность в том, что климат продолжит меняться в будущем, поднимает много вопросов, связанных с продовольственной безопасностью. В настоящее время исследователи и фермеры стремятся сохранить полученные культуры за счет улучшения генетики. Венский университет (Австрия) проводит протеомные исследованиях зерновых культур (пшеницы, риса, кукурузы, ячменя, сорго и проса) в условиях стресса от засухи. По их мнению, эти культуры обеспечивают широкий спектр маркеров белка, реагирующего на засуху (DRP).

  • Прецизионное или точное земледелие

Инновации в генетике зерновых культур тесно связаны с развитием прецизионного земледелия. Использование дронов, спутниковых снимков и датчиков позволяет мониторить состояние полей в реальном времени и принимать обоснованные решения по внесению удобрений и средств защиты растений. Это способствует увеличению эффективности использования ресурсов и снижению негативного воздействия на окружающую среду.

Подробнее об использовании современных методов ведения сельского хозяйства читайте в нашем блоге.

  • Создание трансгенных культур

Создание трансгенных культур с использованием генетической инженерии является спорной, но важной частью инноваций в генетике зерновых культур. Трансгенные растения могут обладать уникальными свойствами, такими как устойчивость к вредителям или улучшенные питательные свойства. Однако необходимо учитывать этические и экологические аспекты использования таких технологий.

С помощью генной инженерии в начале 1980-х годов были выращены соя, кукуруза, томат, рапс картофель. Сейчас ГМ-культуры выращивают в 24 странах, импортируют – 43. В России запрещено производство и продажа продукции с измененным геномом.

  • Биофортификация

Одной из долгосрочных целей генетиков является создание зерновых культур, обогащенных микроэлементами и витаминами – процесс, известный как биофортификация. Такие культуры могут способствовать решению проблемы дефицита питания в бедных регионах мира.

С 2014 года, под эгидой Индийского совета сельскохозяйственных исследований (ICAR), было выведено 142 биофортифицированных сорта, в том числе 124 полевых культур (рис, пшеница, кукуруза, просо, лен, чечевица, нут и другие).

Инновации в генетике зерновых культур представляют собой мощный инструмент для обеспечения продовольственной безопасности и эффективного использования природных ресурсов. Ведущие технологии, такие как CRISPR/Cas9, маркер-ассоциированное селекционирование и прецизионное земледелие, уже сегодня оказывают значительное влияние на сельское хозяйство. При этом важно сохранять баланс между технологическими достижениями и устойчивостью окружающей среды.

Внедрение новейших методов и подходов позволяет нам смотреть в будущее с оптимизмом, уверенными, что генетические исследования помогут нам решить многие из текущих и будущих вызовов, связанных с производством сельскохозяйственной продукции.

Присоединяйтесь к нам, чтобы оставаться в курсе новостей и разработок современного АПК, а также используйте нашу платформу или мобильное приложение для ведения бизнеса и торговли зерновыми.

Также читайте в нашем блоге:

Состояние отечественной селекции: основные проблемы и пути их решения

Будущее селекции и генной инженерии в сельском хозяйстве

Достижения биотехнологии: революция в способах выращивания и сбора урожая