Descrizione del prompt

La tolleranza alla conservazione della manioca si riferisce principalmente alla capacità delle sue radici tuberose di resistere al deterioramento fisiologico post-raccolta (PPD), che è un tratto chiave che influenza la sua commercializzazione e i benefici economici. L'individuazione di geni chiave che controllano questo tratto è la base per un breeding molecolare efficiente. Dal breeding tradizionale 1.0 al moderno breeding 4.0, i metodi di individuazione dei geni si sono continuamente evoluti, integrando genetica, genomica, bioinformatica e altre tecnologie multidisciplinari. I. Metodi Tradizionali (Breeding 1.0/2.0): Localizzazione Preliminare Basata su Fenotipo e Analisi Genetica Prima della diffusa applicazione degli strumenti genomici, l'individuazione dei geni chiave si basava principalmente sull'osservazione dettagliata delle variazioni fenotipiche e sull'analisi genetica classica. Valutazione delle Risorse di Germoplasma e Identificazione Precisa del Fenotipo: Questo è il punto di partenza di tutto il lavoro di breeding. Gli studi hanno valutato la tolleranza alla conservazione di diverse linee di manioca attraverso valutazioni a lungo termine e multi-punto, osservando visivamente il grado di imbrunimento e misurando l'area di imbrunimento, selezionando materiali con fenotipi estremi (come SMH, RYG1 ad alta tolleranza alla conservazione e BRA258, SC8 estremamente intolleranti alla conservazione). Allo stesso tempo, l'analisi ha rivelato che la tolleranza alla conservazione è significativamente correlata con un basso contenuto di sostanza secca, un basso contenuto di amido e un alto contenuto di β-carotene nelle radici tuberose, fornendo importanti indizi di associazione fenotipica e materiali candidati per la ricerca successiva. Costruzione di Popolazioni Genetiche e Analisi dell'Ereditabilità: Costruzione di popolazioni segreganti (come le popolazioni F1) attraverso l'ibridazione per analizzare le regole genetiche della tolleranza alla conservazione e di altri tratti. Gli studi hanno dimostrato che la resistenza al PPD e altri tratti della manioca sono controllati congiuntamente da geni additivi e non additivi, ma alcuni componenti chiave (come il colore della polpa, correlato ai carotenoidi) sono principalmente controllati da effetti genici additivi. Ciò suggerisce che la selezione ricorrente nel breeding convenzionale è efficace per migliorare tali tratti. Biochimica Fisiologica e Identificazione dei Metaboliti Chiave: Confrontando i cambiamenti fisiologici e biochimici delle varietà tolleranti e intolleranti alla conservazione durante la conservazione, vengono identificati i percorsi metabolici chiave. Gli studi hanno scoperto che il processo di PPD è strettamente correlato alle esplosioni di specie reattive dell'ossigeno (ROS). Le varietà tolleranti alla conservazione di solito hanno una maggiore attività del sistema enzimatico antiossidante (come SOD, CAT, GR) e un maggiore contenuto di carotenoidi (come il β-carotene), che possono spegnere i radicali liberi e ritardare il PPD. L'analisi metabolomica indica ulteriormente che i derivati del fenilpropanoide (come la caffeoil rutina) possono essere marcatori metabolici stabili correlati alla tolleranza alla conservazione. II. Era Genomica (Breeding 3.0): Individuazione Sistematica Basata sull'Analisi di Linkage e Associazione Con il rilascio della sequenza del genoma della manioca, è diventato possibile utilizzare marcatori molecolari a livello di genoma per la localizzazione dei geni. Analisi di Associazione a Livello di Genoma (GWAS): Questo metodo utilizza la ricca variazione genetica nelle popolazioni naturali o di breeding per trovare marcatori molecolari che sono significativamente associati ai tratti target. Ad esempio, nello studio dei tratti ad alto contenuto proteico nelle radici tuberose, 22 loci significativamente associati e 82 geni candidati sono stati localizzati con successo attraverso l'identificazione del fenotipo pluriennale e la GWAS di 261 linee di progenie ibrida, di cui 6 geni sono in linee ad alto contenuto proteico.