Геномная селекция
advertisement
Инновационные технологии в генетике и селекции сельскохозяйственных растений и животных Брускин Сергей Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН Как получить организм с заданными признаками? • Селекция • Генная модификация Селекция нового поколения Next Generation Breeding • Геномная селекция • Маркер-опосредованная селекция • Биотехнология модификации геномов Полногеномное секвенирование видов растений и животных, имеющих сельскохозяйственное значение 2002 2004 2007 2009 2010 2011 2012 Хлесткина Е.К., 2015 Геномная селекция Обучающая выборка Фенотипирование Генотипирование Корреляция генотип-фенотип «КАНДИДАТЫ НА СЕЛЕКЦИЮ» Отбор только по генотипу Геномная селекция свинья крупный рогатый скот пшеница Хлесткина Е.К., 2015 Маркер-опосредованная селекция • Отбор ведется не по фенотипу, а по молекулярным маркерам (белки, ДНК и др.) Маркер-опосредованная селекция В чем преимущество? • 1) Экономия посевных площадей Маркер-опосредованная селекция В чем преимущество? • 2) Время! Сокращение количества вегетаций Отбор по фенотипу скрещивание только в следующем поколении Отбор по генотипу скрещивание в текущем поколении Маркер-опосредованная селекция В чем преимущество? • 3) Точность Отбор по фенотипу Невозможно отличить гетерозиготу от доминантной гомозиготы Влияние окружающей среды на фенотип Отбор по генотипу Можно отличить гетерозиготу от доминантной гомозиготы Условия среды не влияют на генотип Маркер-опосредованная селекция В чем преимущество? • 4) Производительность труда и автоматизация Отбор по фенотипу Автоматизация практически невозможна Отбор по генотипу Возможно и доступна полная автоматизация Биотехнология модификации геномов • Транс и цис-генные модификации • Редактирование геномов Caplan A, Herrera-Estrella L, Inzé D, Van Haute E, Van Montagu M, Schell J, Zambryski P. Introduction of genetic material into plant cells. Science. 1983 Nov 18;222(4625):815-21 Биотехнология модификации геномов • Прошлое Устойчивость к гербицидам, насекомым, засолению, патогенам, холоду и т.д. • Настоящее Изменение метаболизма для улучшения питательных, вкусовых или иных свойств • Будущее Изменение количественных признаков (размеры, урожайность и т.д.) Биотехнология модификации геномов • Настоящее Биотехнология модификации геномов • Настоящее Изменение содержания «питательных» компонентов Аминокислоты (у кукурузы дефицит лизина, у бобовых - метионина и цистеина) Липиды (длина цепи и степень ненасыщенности жирных кислот) Увеличение содержания витаминов E, А Гипоаллергенные продукты «Правильные» композиции запасных углеводов Биотехнология модификации геномов • Будущее С4 Rice Project Редактирование геномов
