Die Züchtung nach wünschenswerten Pflanzenmerkmalen war schon immer schwierig. Merkmale sind bewegliche Ziele, die von einem Netzwerk von Genen kontrolliert werden, die auf Umweltveränderungen und Managementpraktiken reagieren.
Chenu und Koautoren schlagen einen integrierten Ansatz zur Maximierung der Merkmalsauswahl in der Zucht vor. Anhand der Transpirationseffizienz (TE) als Beispiel für ein komplexes Merkmal von Interesse veranschaulichen die Autoren, wie ein integrierter Ansatz die Modellierung, Phänotypisierung und Selektion in einem Zuchtprogramm leiten kann. Ihr Ansatz besteht aus drei Hauptkomponenten:
- Verwenden Sie prädiktive Modellierung, um den Wert von Merkmalen zu bestimmen, die in verschiedenen Umgebungen und Managementpraktiken stark variieren können. Die Modellierung ermöglicht es Forschern, die aktuelle und geplante Zielpopulation von Umgebungen in großem Maßstab umfassend zu charakterisieren.
- Unterteilen Sie komplexe Merkmale (z. B. Dürreresistenz) in unterstützende Komponentenmerkmale (z. B. TE), die umweltstabiler und enger mit der Genexpression verknüpft sind als das komplexe Merkmal selbst. Detaillierte Experimente von Komponentenmerkmalen können verwendet werden, um Module innerhalb eines Pflanzenmodells zu entwickeln, um die biologische Funktionalität zu erlangen, die zur Vorhersage der Pflanzenleistung erforderlich ist. Erkenntnisse, die sowohl experimentell als auch aus Simulationsstudien mit dem verbesserten Modell gewonnen wurden, können die Auswahl relevanter Zielmerkmale für Phänotypisierungszwecke leiten.
- Phänotyp-Mapping-Populationen mit Hochdurchsatzplattformen zur Verknüpfung von Phänotyp und Genotyp. Die Phänotypisierung von Kartierungspopulationen ermöglicht es Hochdurchsatzplattformen, das Bindeglied zwischen Genotyp und Phänotyp zu sein. Eine Modellierungsplattform kann dann verwendet werden, um Pflanzenmodellierung und Gesamtgenom-Vorhersagemodelle zu verknüpfen.
Die Autoren glauben, dass die Integration von Erkenntnissen aus verschiedenen Disziplinen die Ressourcennutzungseffizienz von Züchtungsprogrammen erhöhen kann, um die Ertragssteigerungen in Zielpopulationen von Umgebungen zu verbessern.
