Ученые ИЦиГ ищут способы повышения устойчивости картофеля к заболеваниям, изучая вариации его генома

Результаты и методы исследования были представлены на международной научной конференции PlantGen 2025.

Младший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН Дмитрий Каретников выступил с докладом о результатах анализа вариаций в геномах картофеля на основе данных полногеномного секвенирования на VIII Международной научной конференции PlantGen2025, проходившей в Новосибирском Академгородке.

Картофель — одна из ключевых сельскохозяйственных культур, обеспечивающая продовольственную безопасность миллионов людей. Однако его генетическая сложность (тетраплоидность, высокий уровень гетерозиготности) и подверженность болезням затрудняют селекцию улучшенных сортов. Полногеномное секвенирование (ПГС) и анализ геномных вариаций открывают новые возможности для ускоренной селекции, повышения урожайности и устойчивости культуры.

«Основными лимитирующими потенциальную урожайность картофеля в России факторами являются: короткий вегетационный период изменчивость погодных условий, повышенная влажность и различные заболевания.

На современном этапе селекционеры должны располагать геномной информацией, посредством которой выполняется задача повышения устойчивости сортов картофеля России к заболеваниям и абиотическим факторам», — рассказал Дмитрий Каретников.

Также в своем выступлении сотрудник ИЦиГ СО РАН отметил,что в анализе был использован ген StCDF1. Он имеет несколько аллельных вариантов, каждый из которых определяется отдельной мутацией.

Например, для аллеля StCDF1.3 существует транспозонная вставка длиной ~861 п.н. Идентификация таких вариантов осложняется отсутствием длинных прочтений, а рутинные методы выявления крупных (длиннее длины считывания) вставок не работают.

Поэтому был применен метод, основанный на сравнении покрытия разных аллелей.

Также было показано разнообразие генотипов с высоким функциональным влиянием в генах созревания и клубнеобразования. Спикер отметил, насколько сильно дикари отличаются от ландрасов и культурных сортов, что подтверждается структурой популяции. Среди дикарей преобладают гомозиготы по минорному аллелю, в то время как у наземных и культурных сортов — гетерозиготы (зависимость от плоидности). У гетерозигот гена StCDF1 были обнаружены новые аллельные варианты, о которых ранее не сообщалось.

Результаты исследований показывают, что анализ геномных вариаций картофеля на основе ПГС — мощный инструмент современной селекции. Он сокращает время создания новых сортов, повышает их устойчивость и продуктивность, что критически важно в условиях изменения климата и роста населения. Интеграция геномики, биоинформатики и традиционной селекции открывает путь к созданию «идеального» картофеля будущего.

Виктория Детушева

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН