Ученые годами отслеживают поток генов сельскохозяйственных культур в дикой природе, но новое исследование профессора Лесли Кэмпбелла (Университет Райерсона) и его коллег обнаружило два основных недостатка в том, как традиционно отслеживается утечка генов сельскохозяйственных культур, и вдохновило на разработку более чувствительного метода.«Традиционные научные методы измерения интрогрессии аллелей недостаточно чувствительны для обнаружения загрязнения в диких растениях», — отмечает Кэмпбелл. «Традиционные методы лучше обнаруживают уменьшение, а не увеличение генетического разнообразия, которое может быть более распространенным и пагубным, чем считалось ранее».В рамках своего исследования Кэмпбелл использовала методы из параллельной области изучения глобальных вторжений видов. Исследовательская группа провела аналогию между видами, вторгающимися в географические ландшафты, и генами сельскохозяйственных культур, вторгающимися в «генетические ландшафты».
Кэмпбелл использовал индексы, которые измеряют видовое разнообразие до и после инвазий, и применял их для измерения генетического разнообразия до и после гибридизации сельскохозяйственных культур. Новый подход продемонстрирован в недавнем выпуске Applications in Plant Sciences.
«Это первый раз, когда кто-либо использовал показатели видового разнообразия для обнаружения сдвигов в генетическом разнообразии, когда происходит гибридизация и поток генов», — говорит Кэмпбелл.Кэмпбелл и его коллеги сравнили традиционные индексы с индексами видового разнообразия с использованием европейской дикой и домашней свеклы. Они обнаружили, что традиционные методы не могут обнаружить потерю редких, потенциально важных аллелей в диких популяциях.
Традиционные индексы были менее чувствительны к обнаружению гибридизации, в то время как новый подход позволял обнаруживать повышенное генетическое разнообразие и повышенное генетическое сходство гибридизирующихся популяций с сортами свеклы.Кэмпбелл объясняет, что увеличение генетического разнообразия диких растений может иметь пагубные последствия, если качество генетического материала изменится.
Сдвиг в генетическом составе популяций дикой свеклы может привести к появлению признаков, которые негативно изменят их эволюционную траекторию и в конечном итоге вытеснят исходный генетический материал. Например, популяции гибридной свеклы содержат только 25% редких аллелей, обнаруженных в популяциях дикой свеклы, которые не были загрязнены генами сельскохозяйственных культур.Неспособность обнаружить гибридизацию между культурой и дикими растениями препятствует надлежащему сохранению естественного генетического разнообразия и материала. Кэмпбелл утверждает: «Новый метод — более чувствительный подход к использованию для оценки риска утечки трансгенов сельскохозяйственных культур до их выпуска в окружающую среду».
Этот метод следует использовать для тестирования и повторного тестирования сельскохозяйственных систем, если есть базовые ожидания в отношении генетической структуры диких растений, которую необходимо поддерживать.