Увидеть невидимое: демо-сессия по цифровому фенотипированию и паспортизации с использованием молекулярно-генетических методов показала новые инструменты современной селекции
Одним из наиболее практико-ориентированных мероприятий конференции «Селекция как бизнес» стала демо-сессия по взаимодополняющим технологиям в селекции – молекулярно-генетическим методам и цифровому фенотипированию. Если традиционная селекция во многом опирается на визуальную оценку растений и полевые наблюдения, то современные технологии позволяют перейти к работе с объективными и стандартизованными данными.
Сессия началась с презентации результатов «Эффективность фенотипического и генотипического отбора в селекции сортов ярового образа жизни и двуручек», которые представила Гуенкова Елена Анатольевна, ведущий научный сотрудник, к.с-х.н., отдела селекции и семеноводства ФГБНУ «НЦЗ им П.П. Лукьяненко». Ключевым элементом демо-сессии стали технологии цифрового фенотипирования, которые участники не только обсудили, но и увидели в практической работе. Речь идёт о подходе, позволяющем селекционеру получать информацию о физиологическом состоянии растения ещё до появления внешних признаков изменений. Участникам была продемонстрирована работа портативного 3D сканера Phenospex Microscan и мультиспектрального анализатора растений Phenocheck, которые используются для анализаморфологических характеристик, цветовых параметров, а также спектральных показателей: нормализованный цифровой вегетационный индекс (NDVI); улучшенный вегетационный индекс (EVI); нормализованный индекс соотношения хлорофиллов (NPCI); индекс старения (PSRI).
Обсудили наиболее перспективные приложения данных инструментов: в селекции – ускоренное выведение улучшенных сортов, выявление устойчивых к стрессу генотипов в динамике, оценка скорости роста и водного, азотного статуса; в мониторинге состояния посевов – это оптимизация полива, внесения удобрений и защиты растений на основе их текущего состояния; обнаружение фитопатогенов по тепловым аномалиям и внешнему изображению; оценка товарных свойств сельхозпродукции. Полученные данные позволяют формировать цифровую модель растения, переводя селекционный процесс в плоскость объективных данных и аналитики.
Во второй части демо-сессии был представлен обзор доступных селекционерам молекулярно-генетических технологий и представлены основные задачи, которые можно решать с использованием готовых реагентов и программного обеспечения для анализа данных: нанопоровое секвенирование для анализа сложных геномов и изучения микробиоты растения и почвы, генотипирование растений с использованием перспективной технологии NGS с низким покрытием (лоу пасс) для оценки селекционной ценности и побора пар для скрещивания, «жидкие чипы» и небольшие таргетные панели в качестве аналога ДНК-микрочипам; анализ экспрессии генов для разных генотипов и в разных условиях климатических зонах; метагеномный анализ для расширенного скрининга патогенов (вирусов, бактерий, грибов). В практической части сессии был продемонстрирован российский капиллярный секвенатор Locus Seqtor 1616, который используется для паспортизации сортов и гибридов по SSR маркерам. Отдельно были продемонстрированы результаты апробации методик паспортизации картофеля и сахарной свеклы, которые были проведены совместно с российскими научными лабораториями.
Именно практическая демонстрация стала одним из наиболее заметных моментов сессии: участники смогли увидеть, как технологии, о которых ещё недавно говорили как о перспективных, уже активно внедряются в рутинную практику селекционеров, позволяя анализировать сотни и тысячи растений в сутки и отбирать наиболее подходящие генотипы для дальнейшего селекционного процесса. Эта сессия наглядно продемонстрировала, что цифровые технологии становятся рабочим инструментом селекционера, дополняя классические методы и повышая точность оценки селекционного материала.