Улучшенные качества семян напрямую влияет на здоровое питание людей

20.02.2021 1 505
Фенотипирование семян

Люди каждый день потребляют пищу которая произошла из семян. Такие зерновые, как пшеница, рис и кукуруза, обеспечивают потребление около 70% калорий каждый день. И в конечном итоге из семян делают корм для скота и из них вырастают фрукты и овощи. Можно без преувеличения сказать, что без семян цивилизация была бы невозможна. Но семенам нужна помощь. Они испытывают стресс от изменения климата и вынуждены прокормить растущее население.

Десятки преданных своему делу ученых работают над улучшением семян. Они используют последние научные достижения, чтобы семена стали крупнее, питательнее и устойчивее к стрессам.

Родомиро Ортис изучает, как селекция растений может помочь в достижении этих целей. Его исследование было недавно опубликовано в Crop Science, журнале Американского общества растениеводства.

Как наука, лежащая в основе улучшения семян, селекция растений является основой того, чтобы сельское хозяйство отвечало потребностям человечества.

«Семена, полученные в результате селекции растений, обладают желаемыми качествами, которые позволяют повысить продуктивность, уменьшить недоедание человека, улучшить генетическое разнообразие в экосистемах и обеспечить устойчивое производство продуктов питания в условиях глобального потепления», — говорит Ортис.

Классическая селекция растений не добавляет дополнительные ДНК, как генная инженерия. Вместо этого селекционеры скрещивают растения, каждое из которых обладает уникальными сильными характеристиками, чтобы создать новое растение с несколькими полезными свойствами. Тот же процесс использовался фермерами и учеными на протяжении тысяч лет для получения высоких урожаев.

Но сегодня селекционеры растений имеют доступ к большему количеству информации и большему количеству инструментов, чем когда-либо. Например, широкое использование секвенирования ДНК дает селекционерам огромные массивы данных о полезных генах. Выяснив, какие гены вызывают полезные признаки, селекционеры могут гораздо быстрее вывести новые сорта сельскохозяйственных культур.

«Геномные знания биологии семян могут повысить урожайность сельскохозяйственных культур, улучшить снабжение продовольствием и питательными веществами за счет селекции растений», — говорит Ортис.

Но гены — это только часть головоломки. Ученым вроде Ортиса нужно знать, как растет растение и как оно выглядит. В прошлом ученые могли легко взглянуть и сказать, что у одного растения, например, были семена большего размера. Но сегодня улучшение семян требует все большего количества деталей.

Окунемся в фенотипирование, науку об измерениях. Фенотип растения — это полное выражение его генов в окружающей среде. Высота и окраска растения. Вес и форма семян. Его склонность противостоять болезням или поддаваться им — все это фенотип.

Сбор этой информации требует много времени. Некоторые из этих черт люди не могут даже увидеть. В частности, семена настолько малы, что измерить их вручную нереально. На помощь приходят технологии.

«Фенотипирование семян — серьезное препятствие для систематического анализа вариативности семян», — говорит Ортис. «Достижения в области технологий создания цифровых изображений позволяют автоматически измерять различные параметры используя изображений семян с высоким разрешением».

Имея в руках эти инструменты, селекционеры могут улучшать семена и вырабатывать новые сорта сельскохозяйственных культур быстрее, чем когда-либо. Ортис планирует сделать семена крупнее, чтобы в каждом из них было больше калорий, чтобы накормить людей. Более крупные семена также могут помочь следующему поколению сельскохозяйственных культур быстрее расти на полях и дать большой урожай. А селекционеры стараются сделать белки семян более питательными, а жиры внутри семян — достаточно стабильными, чтобы дольше оставаться на полках продуктовых магазинов.

Каждое из этих улучшений означает более сильные семена и хорошую пищу для большего числа людей. Так что со следующей ложкой каши, учитывайте скромное зерно а также передовые технологии и ноу-хау которые стоят за каждой порцией.

Источник: Американское агрономическое общество, статья здесь

Поделиться:

Похожие статьи