Ниже — набор реалистичных гипотез, почему у ГМ-культуры снизилась урожайность к третьему поколению, и конкретные факторы/тесты, которые стоит проверить. Разделил по категориям $генетические,эпигенетические,экологические/управленческие$ и предлагаю приоритетные действия.

Коротко — что сделать в первую очередь

Осмотреть поле: признаки болезней/вредителей, пятна, разная окраска, сорняки, следы агрономических изменений. Отобрать пробы семян/растений из поколений 0/1/2/3 $еслиесть$ и отправить на простые тесты: тест на всхожесть, PCR на наличие трансгена, микроскопию/пестицидную/патогенную диагностику. Посадить контрольный «коммон-гарден» $тежесеменаводинаковыхусловиях$ — отделить эффект генотипа от среды.

1) Генетические гипотезы

Потеря или реструктурирование трансгена $делец,делокация,перерасположение,частичнаядеградация$:
Что проверить: PCR на последовательность трансгена и фланкирующих участков; qPCR/Southern blot для числа копий; секвенирование места вставки $junction-seq/WGS$.Сегрегация/некорректная селекция при размножении семян $неправильныйотбор,смешениесемян,неполнаягомозиготность$:
Что проверить: генотипирование отдельных растений по маркерам трансгена и по набору SNP/SSR; анализ соотношений наследования.Накопление вредных мутаций/дрейф в маленькой популяции / инбридинг:
Что проверить: генетическое разнообразие $SNP-чипилиWGS$, сравнить с исходной линией/материнской линией.Сомаклональные вариации $еслирастенияразмножалисьчерезкультурутканей$:
Что проверить: WGS/генотипирование на крупные перестройки, кариотипическая проверка, контроль фенотипов в клонах.Эволюция патогенов/вредителей, обретающих способность обходить трансген $например,инсектстановитсярезистентнымкBt$:
Что проверить: мониторинг популяций вредителя на устойчивость $био-тесты$, molecular markers резистентности у вредителя.

2) Эпигенетические гипотезы

Транскрипционная молчалость $silencing$ трансгена через метилирование промотора или РНК-интерференцию $siRNA$, особенно при многокопийных вставках:
Что проверить: RT-qPCR/RNA-seq для уровня экспрессии трансгена; bisulfite-seq или метилоцитометрия для промотора/транскрипционной области; small-RNA-seq для siRNA против трансгена.Трансген-индуцированные эпигенетические изменения в геноме хозяина $парамутация-подобныеэффекты$, влияющие на важные эндогенные гены:
Что проверить: транскриптом $RNA-seq$ для выявления дерегуляции генов; ChIP для гистонных меток $опционально$; сравнение метилирования в ключевых генах между поколениями.Трансген-ассоциированная нестабильность повторов/ТА $транспозоны$, активируемых стрессом, приводящая к вставкам/мутаторам:
Что проверить: анализ активности ТА $RNA-seq,WGSпоискновыхвставок$.

3) Экологические и управленческие факторы

Плохая агротехника/изменение практик $удобрения,орошение,срокипосадки,обработка$:
Что проверить: журналы агронома, данные по удобрениям/поливу/пестицидам; провести контрольные варианты с обычной агротехникой.Истощение почвы, дефицит элементов, сдвиг рН, накопление токсичных веществ:
Что проверить: химанализ почвы $N,P,K,микроэлементы,органическоевещество,pH,тяжелыеметаллы$ по участкам и по поколениям.Смена/сдвиг микробиома почвы или корневых симбионтов $микориза,бактерии$: изменения, ухудшающие рост и питание:
Что проверить: 16S/ITS ампликонный анализ или метагеномика корневой и почвенной микробиоты; грибково-бактериальное культивирование; тесты на микоризу.Накопление болезней/вредителей или появление новых патогенов $вирусы,бактерии,грибы,нематоды$:
Что проверить: диагностика на обычные агенты $ELISA/PCR/культуральныепосевы$, визуальный мониторинг, сбор вредителей и тестирование их на перенос патогенов.Смена доминирующих сорняков/эволюция устойчивых сорняков $еслииспользовалисьгербициды$, увеличившая конкуренцию:
Что проверить: учёт видов сорняков, тесты на устойчивость к гербицидам.Воздействие климатических условий $засуха,холод,экстремумы$, которые усилили стресс и снизили реализацию генетического потенциала:
Что проверить: погодные/метеоданные за последние годы; стресс-физиология растений $тестынаводныйстатус,фотосинтез$.Плохое хранение семян или снижение жизнеспособности семян:
Что проверить: тесты на всхожесть, тесты на энергию прорастания, содержание влаги в семенах, история хранения.

4) Комбинированные и эволюционные механизмы

Отбор против трансгена в поле $фитнес-стоимостьэкспрессиитрансгена$ — со временем доля высокопродуктивных генотипов падает:
Что проверить: частота трансгена в популяции во времени; фитнес-оценки $семеннаяпродуктивность$ у трансгенных и нетрансгенных линий в контролируемых условиях.Гибридизация/интрогрессия с местными сортами/дикими родственниками, приводящая к изменению генетического фона:
Что проверить: генотипирование маркерами/структурный анализ популяций.

Какие лабораторные методы/анализы рекомендую

Молекулярные: PCR на трансген, qPCR для копий, Southern blot $еслинужно$, целевое/геномное секвенирование вставки и фланков, SNP-генотипирование или WGS для общей генетики. Экспрессия: RT-qPCR или RNA-seq $уровеньтрансгенаиключевыхметаболических/стресс-генов$. Эпигенетика: бисульфитное секвенирование промотора/генов, small RNA-seq, метилчипы/MeDIP при необходимости. Микробиология/патология: ELISA/PCR/культуральные методы/нейтрализационные тесты; тесты на нематод; биоассеи для вредителей. Почва и физиология: полный химический анализ почвы, анализ листовой ткани на элементы, газообмен/фотосинтезометрия, содержание хлорофилла. Полевая/агрономическая: всхожесть, урожайность в контролируемом эксперименте, мониторинг фитофагов/сорняков.

Эксперименты для разделения причин $дизайн$

Common-garden $семенаразныхпоколенийводинаковыхусловиях$ — отделяет генетическое/эпигенетическое от поле‑экологических факторов. Reciprocal transplant $пересадкапочвы/растений$ — проверка роли почвенной микробиоты и места выращивания. Кроссирование назад к родительской линии и оценка потомства — проверка наследования и возможного рецессивного вредного аллеля. Деградация метилирования $например,обработка5-azacytidine$ в контролируемых условиях — если урожай восстановится, указывает на эпигенетику $применятьсосторожностьюивлабораторныхусловиях$.

Приоритеты действий $практическийплан$

Срочно: полевая инспекция, сбор образцов $листья,корни,почва,семена$ и семян разных поколений; базовые анализы $всхожесть,PCRнатрансген,почвенныйанализ,визуальнаядиагностикаболезней$. Через 1–2 недели: common-garden, базовое генотипирование, тест на экспрессию трансгена $RT-qPCR$. Следующие 1–3 месяца: углублённые методы $bisulfite/RNA-seq/WGS/микробиом$, биоассеи вредителей/патогенов. По результатам — корректирующие меры: замена семян на ранее пригодные запасы, изменение агротехники, лечение почвы, ротация культур, интегрированный контроль вредителей и т. п.

Если хотите, могу:

составить чек-лист проб и анализов с приоритетами и объёмом выборки; предложить примерный дизайн common-garden и статистические тесты; помочь сформулировать запрос в лабораторию $какиепробыикакиеанализыотправить$.

Скажите, какие материалы/информацию вы уже собрали $естьлисеменапредыдущихпоколений,результатыPCR/внешниепризнаки,данныепопогоде/удобрениям$, — тогда дам более конкретный план.