Группа ирландских ученых обнаружила генетические маркеры, применение которых в процессе селекции, поможет отобрать сорта, пригодные к хранению при пониженной температуре без потери качества и применения химических средств для предотвращения прорастания.
Ирландия известна своей картофельной отраслью, но ее производители чипсов и картофеля-фри сталкиваются с недостатком местного сырья из-за проблем, возникающих к концу длительного периода хранения. В результате им приходится ежегодно импортировать около 50 тыс. тонн картофеля.
Картофель, который перерабатывают на фри и чипсы, хранят при температуре 8оС, чтобы предотвратить превращение крахмала в сахара – глюкозу и фруктозу. Для предотвращения прорастания клубней производители картофеля обрабатывают их ингибиторами прорастания, например, на основе хлорпрофама. Это действующее вещество не соответствует ужесточившимся требованиям безопасности для здоровья человека и его регистрация, скорее всего, не будет возобновлена. Чтобы найти альтернативу химическим ингибиторам прорастания, был организован проект GENSPI (Genomic Selection for Potato Improvement – селекция генома для улучшения картофеля). Эта работа финансировалась на средства Еврокомиссии.
В рамках этого проекта была создана система генетических маркеров для идентификации растений, устойчивых к образованию глюкозы и фруктозы. Их клубни можно хранить при температуре 3-4оС, этого достаточно для предотвращения прорастания в течение очень длительного периода. По словам Дэна Милборна (Dan Milbourne), координатора проекта GENSPI, глюкоза и фруктоза, образующиеся в клубнях в результате холодного хранения, вызывают потемнение картофеля-фри и чипсов, а также придают им горький вкус. Кроме того, сахара могут вызвать образование акриламида – потенциального канцерогена. В ходе работы над проектом GENSPI была создана новая методика селекции картофеля, позволяющая селекционерам отбирать линии, которые могут быть устойчивы к образованию сахаров при низкой температуре. В ходе работы ученые собрали большую коллекцию растений картофеля и пожарили тысячи клубней (их хватило бы на производство 10 000 пачек чипсов), которые хранились в различных условиях. Затем они оценили их цвет после жарки и определили связь между цветом картофеля-фри и генетическими вариациями растений.
По словам Д.Милборна, окраску картофельной соломки-фри определяют несколько генов, поэтому лучшим решением оказалось сканирование вариаций генома в нескольких местах, чтобы обнаружить связь между цветом и генетическими вариациями. Ученые использовали новейшие технологии секвенирования генома, известного как секвенирование нового поколения, чтобы идентифицировать более 100 тыс. участков генома, где последовательность ДНК отличалась у разных растений. Они комбинировали данные о вариациях фенотипов и генотипов картофеля для построения математической модели, которая могла бы прогнозировать цвет соломки-фри на основе информации секвенирования ДНК. Из 100 тыс. участков с генетическими вариациями между отдельными линиями удалось идентифицировать небольшое количество маркеров ДНК, позволяющих надежно прогнозировать цвет картофельной соломки. Это означает, что они могут создать недорогой тест ДНК, который позволит селекционерам быстро отобрать необходимые растения из десятков тысяч образцов.
Обычно селекционеры картофеля скрещивают различные сорта между собой, а затем из примерно 100 тыс. сеянцев в течение 10 лет отбирают наиболее перспективные. Сорта, устойчивые к образованию глюкозы и фруктозы, отбираются лишь в самом конце работы, что означает возможную выбраковку перспективных в этом смысле растений еще в начале селекции.
Проект GENSPI проводил свои исследования в сотрудничестве с программой коммерческой селекции картофеля под руководством Дени Гриффина (Denis Griffin). Разработанная им недавно методика позволяет идентифицировать перспективные растения уже в самом начале десятилетнего периода селекции. Группа ученых надеется, что проект приведет к созданию одного или нескольких сортов картофеля, обеспечивающих отличный цвет после обжарки даже после хранения при пониженной температуре, без применение химических ингибиторов прорастания. Получение этих сортов ожидается в течение ближайших пяти лет. (АПК-Информ/Пищепром Украины)
