Соевый шрот содержит высококачественный белок. Во всем мире около 98% производимого соевого шрота используется в кормах для животных. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций называет его «наиболее важным и предпочтительным источником высококачественного растительного белка для кормов для животных».
Но производители сои сталкиваются с проблемой. Оказалось, что сложно вывести сорта сои с высоким содержанием белка и высокой урожайностью.
Эти две характеристики имеют отрицательную корреляцию: когда урожай сои высокий, уровень протеина имеет тенденцию к снижению, и наоборот.Селекционер Брайан Диерс и его коллеги рассмотрели эту проблему в новом исследовании. Их первоначальные результаты предполагают, что можно вывести соевые бобы с более высокой концентрацией белка без значительного снижения урожайности.
«Производителям обычно платят в зависимости от веса соевых бобов, которые они доставляют покупателям, — говорит Диерс, исследователь из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн. «Поэтому производители решают, какие сорта сои выращивать, в первую очередь, исходя из урожайности».«Если сорта соевых бобов с высоким содержанием белка имеют относительно низкие урожаи, они не могут быть выбраны производителями», — говорит Диерс.В рамках этого исследования исследователи протестировали ген, увеличивающий белок, путем скрещивания его с двумя разными сортами сои. Результаты были многообещающими.
Растения обоих сортов с геном с высоким содержанием белка имели повышенную концентрацию белка и не демонстрировали значительного снижения урожайности.«Исследование также расширило наше понимание генетики концентрации белка в сое», — говорит Диерс. «Это важно, потому что на концентрацию соевого белка влияют многие гены».Эти гены распределены по разным участкам ДНК сои. Различные версии генов в каждом месте могут привести к повышению или снижению концентрации белка в сое.
ДНК в клетках сои, как и во всех клетках растений и животных, упакована в структуры, называемые хромосомами. Исследователи сосредоточились на гене, расположенном на хромосоме 15, который, как ранее было показано, влияет на концентрацию белка. «Но не было проведено исследований того, как этот ген влияет на агрономические характеристики, такие как урожайность», — говорит Диерс.Они разработали экспериментальные линии с геном с высоким содержанием белка и без него, скрещивая этот ген с двумя сортами сои и тестируя линии как на концентрацию белка, так и на урожайность.
«Мы обнаружили, что этот ген на хромосоме 15 постоянно увеличивает концентрацию белка», — говорит Диерс. Ген увеличивал концентрацию белка от 8 до 14 граммов на килограмм сои. «Этот ген может быть хорошим выбором для селекционеров, когда они хотят соевые бобы с более высокой концентрацией белка».Исследователи действительно заметили снижение концентрации масла семян в результате действия гена. Однако значительного снижения урожайности они не наблюдали.
Это контрастирует с влиянием гена на 20-ю хромосому, которое увеличивает концентрацию белка, но также значительно снижает урожайность сортов сои.Однако Диерс осторожно относится к незначительному снижению урожайности, наблюдаемому в исследовании. «Мы наблюдали отрицательную динамику доходности, но она не была статистически значимой», — говорит он.Ген был протестирован путем скрещивания его с двумя разновидностями.
Это важно, потому что «необходимо оценивать гены у разных разновидностей», — говорит Диерс. «Иногда гены работают только в одних разновидностях, но не в других». Заводчикам важно владеть этой информацией, чтобы избежать сюрпризов.Сорта сои с высоким содержанием белка и высоким урожаем будут привлекательными для производителей и конечных потребителей.
Белок в соевом шроте считается высококачественным, потому что он состоит из довольно хорошо сбалансированного набора аминокислот. «Соевый шрот хорошо дополняет кукурузу в кормах для животных», — говорит Диерс.В настоящее время Диерс работает над созданием более подробной карты хромосомы 15. Более точная генетическая карта могла бы помочь селекционерам создать другие высокопротеиновые сорта сои.
Узнайте больше о работе Диерса в Crop Science. Это исследование финансировалось за счет грантов Объединенного совета по соевым бобам.