АНАЛИЗ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО РАЗВИТИЯ ПОСРЕДСТВОМ ВНЕДРЕНИЯ ГЕНОМИКИ В РАСТИТЕЛЬНУЮ КУЛЬТУРУ

АННОТАЦИЯ

В данной статье анализируются исследования и перспективы сельскохозяйственной геномики. Посредством изучения теоретической и практической части материала. И влияние сельскохозяйственной геномики в дальнейшее развитие растительных культур в сельском хозяйстве.

ABSTRACT

This article analyzes the research perspective of agricultural genomics. By studying the theoretical and practical part of the material. And the impact of agricultural genomics in the further development of crops in agriculture.

Ключевые слова: сельское хозяйство, геномика, пестициды, культуры, продуктивность, устойчивость ген, ресурсы, сохранение, микро эволюция.

Keywords: agriculture, genomics, pesticides, crops, productivity, gene resistance, resources, conservation, microevolution.

В связи с ростом населения планеты, изменением климата и давлением окружающей среды существует острая необходимость в ускорении селекции новых культур с более высокой продуктивностью, устойчивостью к засухе или жаре и меньшим использованием пестицидов. Достижения в области геномики позволяют ускорить процесс выращивания сельскохозяйственных культур с многообещающими агрономическими свойствами. Сельскохозяйственная геномика — это применение геномики в сельском хозяйстве для повышения продуктивности и устойчивости растениеводства и животноводства. Благодаря сочетанию традиционных и высокопроизводительных платформ секвенирования произошло огромное увеличение доступных геномных ресурсов, включая теги экспрессированных последовательностей, концевые последовательности, полиморфизмы генетических последовательностей, профилирование экспрессии генов, полногеномное (повторное) секвенирование. и полногеномные ассоциативные исследования. Учитывая появление геномного секвенирования и расширение биоинформационных инструментов, мы переходим от изучения отдельных генов к анализу всего генома, который предлагает более широкое представление о том, как все гены работают вместе.

Сравнительная геномика для селекции растений. На сегодняшний день последовательности геномов более 55 видов растений (в основном модельных растений, таких как арабидопсис, рис и кукуруза).  В результате ученые не полностью зависят от геномных последовательностей модельных растений. Почти каждый видоспецифичный геном можно секвенировать по доступной цене, что открывает большие возможности для целенаправленной селекции сельскохозяйственных культур. Кроме того, геномика играет очень важную роль в сохранении биоразнообразия. Расширенная геномика помогает идентифицировать сегменты генома, ответственные за адаптацию. Это также может улучшить наше понимание микро эволюции за счет лучшего понимания естественного отбора, мутаций и рекомбинаций. Понимание структуры, организации,

Традиционная селекция в сельском хозяйстве основана исключительно на фенотипическом отборе. До появления геномной последовательности для модельных растений подходы сравнительной геномики были успешными для идентификации гомологов/ортологов или клонирования видоспецифичных генов с использованием сохранения последовательности или синтении из модельных растительных систем.

Иногда бывает сложно предсказать функцию гена исключительно на основе гомологии с другими. Таким образом, протеомика (крупномасштабный анализ белков) внесет большой вклад в наше понимание функции генов в постгеномную эпоху. Ранее исследовательские группы использовала протеомный анализ дробовика для количественного определения белка при обработке засухой. Их результаты показали, что уровни белков, связанных с фотосинтезом, были снижены, в то время как белки, участвующие в катаболических процессах и реакциях на стресс, увеличились, что сделало их гены потенциальными мишенями для создания засухоустойчивости у растений.

Транскриптомный анализ для селекции растений . Поскольку многочисленные последовательности генома вносятся в общедоступные базы данных ускоренными темпами, по-прежнему сложно напрямую преобразовать последовательность в функцию.

Молекулярные маркеры, такие как повторы простых последовательностей и полиморфизм одиночных нуклеотидов, полученные в геномных и транскриптомных исследованиях, представляют собой большие ресурсы в селекции растений, используемые для анализа признаков и повышения точности при выборе функциональных генов. Помидор – теплолюбивый овощ и чувствителен к низким температурам. Для картирования QTL, придающих устойчивость к холоду у томата,  которые были получены в результате скрещивания чувствительного к холоду, вырастающему Solanum lycopersicum и устойчивого к холоду дикого растения. Solanum pimpinellifolium. В результате исследования было получено девять QTL, обеспечивающих эталоны для дальнейшего точного картирования холодоустойчивости. Между тем, разработанные полиморфные маркеры можно использовать для отбора желаемых признаков и помощи в выведении новых сортов томатов путем селекции с помощью маркеров.

Полногеномное ассоциативное исследование - еще один метод обнаружения взаимосвязи между молекулярными маркерами и QTL на основе неравновесия по сцеплению. Картирование ассоциаций родителей-основателей и их производных может найти некоторые важные QTL и благоприятные аллельные вариации, которые можно в дальнейшем использовать для селекции с помощью маркеров для получения более благоприятных разновидностей.

Полногеномное ассоциативное исследование - еще один метод обнаружения взаимосвязи между молекулярными маркерами и QTL на основе неравновесия по сцеплению. Картирование ассоциаций родителей-основателей и их производных может найти некоторые важные QTL и благоприятные аллельные вариации, которые можно в дальнейшем использовать для селекции с помощью маркеров для получения более благоприятных разновидностей. Генетически модифицированные растения обладают повышенной устойчивостью к вредным агентам, повышенным выходом продукции и повышенной приспособляемостью к абиотическому стрессу.

Генетически модифицированные культуры — это растения, ДНК которых была генетически модифицирована с использованием технологии рекомбинантной ДНК. Например, трансгенные растения кукурузы, сверхэкспрессирующие ген BcWRKY1 , были получены с помощью Агробактерии - опосредованной трансформации, которые были способны противостоять стрессу 300 мМ NaCl. Тем не менее, безопасность урожая нуждается в дальнейшей оценке.

Следуя всем вышеуказанным фактам, можно дать определенное перспективное развитие новой развивающейся науке. Поскольку, Нынешнее время даёт понять об ограниченности в генетическом развитии агроинженерии. Так же можно обуславливать о том что развитие генной агроинженерии даст толчок детального изучение микро организма. И указать не только соответствующую среду но и дать определенный путь к развитию той или иной культуре.

Список литературы:

1. Вэньцинь Ван, Суан Х. Цао, Михай Миклауш, Цзяньхун Сюй, Вэньвэй Сюн, «Перспективы сельскохозяйственной геномики», Международный журнал геномики , том. 2017 г.
2. Кривова, А. А. Агроэкологическая оценка приемов ос- новной обработки почвы под яровой ячмень / А. А. Кривова // Инновационное развитие землеустройства : Сборник научных трудов Межвузовской студенческой научно-практической кон- ференции, Кинель, 24 марта 2021 года. – Кинель: Самарский государственный аграрный университет, 2021. – С. 88-91.
3. Бобкова, Ю. А. Мониторинг засоренности посевов в звене севооборота на фоне различных способов основной обработки почвы / Ю.А. Бобкова, М.В. Сорокина // Вестник аграрной науки. – 2021. – № 4(91). – С. 3-10. – DOI 10.17238/ issn2587-666X.2021.4.3.
4. Maximova, N., Kantamaneni, K., Morkovkin, G. et al.. The transformation of agro-climatic resources of the altai region under changing climate conditions. Agriculture. 2019; 9: 77.
5. Федин М.А. (ред). Методика государственного сортои- спытания сельскохозяйственных культур. 1983; 3. Москва. Ре- жим доступа: https://gossortrf.ru/wp-content/uploads/2019/08/ metodica_3.pdf [Дата обращения 27.03.2022].