En forskargrupp har visat att genbaserad avel (GBB) erbjuder ett transformativt tillvägagångssätt för att främja växt- och djuruppfödning, som visar anmärkningsvärd förutsägbarhet, snabbhet och kostnadseffektivitet. Granskningen belyser GBB:s inverkan på att förbättra grödor och boskapsgenetik, samtidigt som den lägger grunden för molekylärt precisionsjordbruk och medicin.
Denna strategiska integrering av genomik i avel och hälsovård kan avsevärt förbättra kvaliteten och effektiviteten hos globala livsmedelsförsörjningar och hälsotjänster, vilket markerar ett avgörande skifte från traditionella metoder till mer riktade, genbaserade strategier.
Mitt i snabbt växande globala befolkningar och klimatförändringar har livsmedelsproduktion och säkerhet framstått som kritiska globala utmaningar. De dramatiska förändringarna i klimatet, såsom stigande temperaturer och oförutsägbara nederbörd, förvärrar dessa utmaningar och tvingar jordbrukssektorn att innovativa sätt att upprätthålla och öka livsmedelsförsörjningen.
Konsensus bland forskarna är att utveckling av genetiskt förbättrade grödesorter och boskapsstammar erbjuder en hållbar lösning. Olika molekylära tekniker är avgörande, med GBB som särskilt effektiv för att utveckla nya sorter med fullständiga intellektuella egenskaper.
En studie publicerad i Tropical Plants täcker i stor utsträckning GBB, och belyser dess transformerande inverkan på utvecklingen av grödor och boskapsstammar.
GBB använder sofistikerad artificiell intelligens för att optimera varje fas av avelscykeln – från föräldraurval till utvärdering av avkommor – med hjälp av genetiska markörer som SNP och InDels för att driva beslutsfattande.
Detta tillvägagångssätt har avsevärt överträffat traditionella metoder när det gäller hastighet, noggrannhet och kostnadseffektivitet. Särskilt anmärkningsvärt är tillämpningarna av GBB i bomull och majs, där det har varit avgörande för att förbättra fiberlängden och spannmålsutbytet. Inom bomull har studier med GBB uppnått en prediktionsnoggrannhet för fiberlängd på 0,83–0,86, vilket starkt korrelerar med faktiska fenotyper och visar överlägsen prestanda jämfört med genomiska selektionsmetoder.
På samma sätt, i majs, har integrationen av GBB möjliggjort förutsägelse av inavlade spannmålsavkastningar och F1-hybridprestanda med hög tillförlitlighet, vilket ger en avsevärd förbättring jämfört med konventionella urvalsmetoder.
Denna recension betonar också de bredare implikationerna av GBB för molekylärt precisionsjordbruk och medicinsk vetenskap, vilket tyder på att denna teknik skulle kunna revolutionera områden bortom jordbruket. Till exempel kan potentialen för att anpassa dessa metoder till human- och veterinärmedicin leda till genombrott inom genotypmedicin, och erbjuda mer personliga och effektiva behandlingar baserade på genetiska profiler.
Enligt studiens forskare, Prof. Hong-Bin Zhang, "kan GBB vara en revolutionerande teknik för förädling inom alla åkergrödor, grönsaksgrödor, fruktträd och boskap för antingen renodlade sorter (eller stammar) eller hybridsorter, men Endast ett preliminärt GBB-system har etablerats hittills i majs och bomull. Ytterligare forskning är nödvändig för att utveckla GBB i majs och bomull till robusta GBB-system som är lämpade för förbättrad avel över miljöer och populationer i olika avelsprogram."
Sammantaget understryker denna recension att GBB representerar ett banbrytande framsteg inom genetisk vetenskap, med kraften att avsevärt förbättra både jordbruksproduktion och medicinska behandlingar genom exakt genetisk manipulation och analys.
Mer information: Hong-Bin Zhang, genbaserad avel (GBB), en ny disciplin inom biologisk vetenskap och teknologi för växt- och djurförädling, tropiska växter (2024). DOI:10.48130/tp-0024-0005
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
