Ze względu na zmiany klimatyczne potrzebne są odmiany o zwiększonej tolerancji na suszę, ale fenotypowanie tolerancji na suszę na polu jest wyzwaniem, głównie dlatego, że warunki suszy na polu są nieprzewidywalne zarówno przestrzennie, jak i czasowo. Doprowadziło to do tego, że mechanizmy genetyczne regulujące cechy tolerancji na suszę są słabo poznane. Naukowiec Clinton Steketee z University of Georgia stara się poprawić tolerancję soi na suszę, stosując ulepszone techniki przesiewowe dla cech tolerancji na suszę, identyfikując nowe zarodki soi odporne na suszę i wyjaśniając, które regiony genomowe są odpowiedzialne za cechy, które pomagają soi radzić sobie z deficytem wody.

KTÓRE CECHY SĄ WAŻNE?

Clinton i jego koledzy oceniają genetycznie zróżnicowany panel 211 linii soi w dwóch różnych stanach, Kansas i Georgia, przez ponad dwa lata, aby pomóc mu osiągnąć cele badawcze. Te 211 linii pochodzi z 30 krajów i zostało wybranych z obszarów geograficznych o niskich rocznych opadach i nowo opracowanych linii soi o ulepszonych cechach związanych z suszą, wraz z kontrolami podatnymi na suszę. Naukowcy przyglądają się takim cechom, jak więdnięcie baldachimu. Niektóre rośliny więdną o kilka dni dłużej, co pozwala im kontynuować zdolność fotosyntezy do produkcji biomasy do produkcji nasion. Inne cechy, których oceną jest zainteresowany, to przewodnictwo szparkowe, temperatura łanu z obrazowaniem termicznym, względna zawartość wody i rozróżnianie izotopów węgla.

Oprócz czujników wilgotności gleby METER, zespół wykorzystał mikroklimatyczne stacje pogodowe METER, aby pomóc monitorować dopływ wody w dwóch miejscach badań terenowych i określić idealne okresy do fenotypowania cech związanych z suszą. Steketee mówi: "Umieściliśmy monitory mikrośrodowiska na polu obok miejsca, w którym uprawialiśmy nasze materiały eksperymentalne. Obie lokalizacje wykorzystują te monitory do monitorowania warunków pogodowych przez cały sezon wegetacyjny, mierząc temperaturę, wilgotność i opady. Ponieważ mogliśmy uzyskać zdalny dostęp do danych, wykorzystaliśmy te informacje, aby pomóc nam określić, kiedy nadszedł czas, aby wyjść na pole i przyjrzeć się poletkom. Chcieliśmy zobaczyć duże różnice między roślinami soi, jeśli to możliwe, zwłaszcza w warunkach suszy. Monitorując warunki, mogliśmy po prostu wrócić do naszych danych pogodowych, aby pokazać, że nie padało przez trzy tygodnie przed wykonaniem tego pomiaru, co dowodzi, że faktycznie doświadczaliśmy warunków suszy".

DOTYCHCZASOWE WYNIKI

Chociaż rok 2015 nie był dobrym rokiem dla suszy w Gruzji, Clinton mówi, że pod koniec lipca był okres, w którym był w stanie zmierzyć więdnięcie baldachimu i zidentyfikował kilka linii, które radziły sobie dobrze. Mówi: "Porównaliśmy nasze dane z danymi zebranymi przez naszego współpracownika w Kansas i jest kilka linii, które radziły sobie dobrze w obu lokalizacjach. Miejmy nadzieję, że kolejny rok danych potwierdzi, że rośliny te mają korzystne cechy tolerancji na suszę, a my będziemy w stanie zbadać korzystne cechy tych linii i włączyć je do naszego programu hodowlanego".

PLANY NA PRZYSZŁOŚĆ

Zespół wykorzysta tak zwane badanie asocjacyjne całego genomu, aby zidentyfikować regiony genomowe odpowiedzialne za interesujące nas cechy tolerancji na suszę. Podejście to wykorzystuje informacje fenotypowe zebrane z eksperymentów polowych wraz z markerami DNA w całym genomie soi, aby sprawdzić, czy dany marker jest powiązany z interesującą nas cechą. Jeśli naukowcy znajdą miejsce w genomie, które jest związane z pożądaną cechą, opracują narzędzia genomiczne do wykorzystania w selekcji, zintegrują tę cechę z elitarną plazmą zarodkową i ostatecznie poprawią tolerancję soi na suszę.

Odkryj czujniki wilgotności gleby METER i mikroklimatyczną stację pogodową ATMOS 41.

Sprawdź, która stacja monitorowania pogody jest dla Ciebie odpowiednia