Описание промпта

Устойчивость маниока к хранению в основном относится к способности его клубневидных корней противостоять послеуборочной физиологической деградации (ПФД), что является ключевой характеристикой, влияющей на его коммерциализацию и экономическую выгоду. Выявление ключевых генов, контролирующих эту характеристику, является основой для эффективной молекулярной селекции. От традиционной селекции 1.0 до современной селекции 4.0 методы выявления генов постоянно развивались, интегрируя генетику, геномику, биоинформатику и другие междисциплинарные технологии. I. Традиционные методы (Селекция 1.0/2.0): Предварительная локализация на основе фенотипа и генетического анализа До широкого применения геномных инструментов выявление ключевых генов в основном основывалось на детальном наблюдении за фенотипическими вариациями и классическом генетическом анализе. Оценка ресурсов зародышевой плазмы и точная идентификация фенотипа: Это отправная точка всей селекционной работы. Исследования оценивали устойчивость к хранению различных линий маниока посредством долгосрочных, многоточечных оценок путем визуального наблюдения за степенью потемнения и измерения площади потемнения, отбирая материалы с экстремальными фенотипами (такие как высокоустойчивые к хранению SMH, RYG1 и чрезвычайно неустойчивые к хранению BRA258, SC8). В то же время анализ показал, что устойчивость к хранению значительно коррелирует с низким содержанием сухого вещества, низким содержанием крахмала и высоким содержанием β-каротина в клубневидных корнях, что предоставляет важные фенотипические ассоциативные подсказки и кандидатные материалы для последующих исследований. Создание генетической популяции и анализ наследуемости: Создание расщепляющихся популяций (таких как популяции F1) посредством гибридизации для анализа генетических правил устойчивости к хранению и других признаков. Исследования показали, что устойчивость к ПФД и другие признаки маниока совместно контролируются аддитивными и неаддитивными генами, но определенные ключевые компоненты (такие как цвет мякоти, связанный с каротиноидами) в основном контролируются аддитивными генными эффектами. Это говорит о том, что рекуррентный отбор в традиционной селекции эффективен для улучшения таких признаков. Физиологическая биохимия и идентификация ключевых метаболитов: Сравнивая физиологические и биохимические изменения устойчивых к хранению и неустойчивых к хранению сортов во время хранения, идентифицируются ключевые метаболические пути. Исследования показали, что процесс ПФД тесно связан со всплесками активных форм кислорода (АФК). Устойчивые к хранению сорта обычно имеют более сильную активность антиоксидантной ферментной системы (такой как СОД, КАТ, ГР) и более высокое содержание каротиноидов (таких как β-каротин), которые могут подавлять свободные радикалы и задерживать ПФД. Метаболомный анализ дополнительно указывает на то, что производные фенилпропаноидов (такие как кофеоил рутин) могут быть стабильными метаболическими маркерами, связанными с устойчивостью к хранению. II. Геномная эра (Селекция 3.0): Систематическое выявление на основе анализа сцепления и ассоциаций С выпуском последовательности генома маниока стало возможным использовать общегеномные молекулярные маркеры для локализации генов. Полногеномный анализ ассоциаций (GWAS): Этот метод использует богатое генетическое разнообразие в природных или селекционных популяциях для поиска молекулярных маркеров, которые значительно связаны с целевыми признаками. Например, в исследовании признаков высокого содержания белка в клубневидных корнях 22 значительно связанных локуса и 82 кандидатных гена были успешно локализованы посредством многолетней идентификации фенотипа и GWAS 261 гибридного потомства, из которых 6 генов находятся в линиях с высоким содержанием белка.