Запущен новый «Rust-Tracker» для мониторинга смертоносного грибка пшеницы в 27 странах
Учёные сообщили о прорыве в отслеживании штамма Ug99 и родственных ему рас смертоносного и быстро мутирующего патогена пшеницы — стеблевой ржавчины. С помощью данных от фермеров и учёных система «Rust-Tracker» позволяет мониторить беспрецедентные 42 миллиона гектаров пшеницы в 27 развивающихся странах на пути этой ветроразносимой болезни.
«Пшеничные ржавчины — глобальные путешественники, не уважающие политические границы. Высока вероятность, что новые вирулентные штаммы, родственные Ug99, в конечном итоге будут перенесены через Ближний Восток и Центральную Азию в житницы Пакистана, Китая и Индии», — заявил разработчик Rust-Tracker Дейв Ходсон из Международного центра улучшения кукурузы и пшеницы (CIMMYT).
На симпозиуме в Пекине (1–4 сентября), организованном Инициативой Борлоуга по глобальной ржавчине (BGRI), учёные сообщили о значительном прогрессе в создании и внедрении 20 новых сортов устойчивой к ржавчине пшеницы. Семена этих сортов размножаются в восьми «прифронтовых» странах. Однако эксперты предупредили, что поля во многих странах по-прежнему уязвимы.
«Исследования, представленные на этой встрече, значительно приближают нас к цели защиты мирового урожая пшеницы от ржавчины. Но обширный пшеничный регион от Северной Африки и Центральной Азии до ворот Китая — крупнейшей в мире пшеничной державы — всё ещё уязвим», — сказал Ронни Коффман, руководитель проекта «Устойчивая устойчивость пшеницы к ржавчине» (DRRW).
Отслеживание ржавчины
Около 85% выращиваемой в мире пшеницы, включая большую часть пшеницы в Америке, Азии и Африке, восприимчивы к Ug99 и его вариантам. Пока за пределами Африки (в Йемене и Иране) обнаружен только исходный штамм Ug99.
Желтая ржавчина (или линейная ржавчина) уже наносит серьёзный урон по всему миру. Новые агрессивные расы способны преодолевать генетическую устойчивость популярных сортов. Эпидемии желтой ржавчины с потерями урожая до 40% наблюдались в Азербайджане, Эфиопии, Ираке, Марокко, Сирии, Таджикистане и Узбекистане.
«Нам срочно нужны согласованные действия по борьбе с желтой ржавчиной. Это серьёзная проблема от Ближнего Востока до Китая. В любые новые сорта мы должны закладывать устойчивость как к стеблевой, так и к желтой ржавчине», — заявил Махмуд Солх, генеральный директор Международного центра сельскохозяйственных исследований в засушливых районах (ICARDA).
На основе данных Rust-Tracker разрабатываются «карты рисков», помогающие оценить угрозу и подготовиться к ней.
Доставка новой пшеницы фермерам
«Единственное управляемое решение для фермеров, которые не могут позволить себе фунгициды при вспышке ржавчины, — заменить посевы новыми устойчивыми сортами. И это сложно, когда пшеница выглядит здоровой», — отметил Коффман.
«Посев всего 5% национальных площадей пшеницы устойчивыми сортами позволит заменить восприимчивые сорта в течение года в случае появления Ug99», — добавил он.
Лидируют в этих усилиях Афганистан, Бангладеш, Эфиопия, Египет, Индия, Кения, Непал и Пакистан, выбирая из более чем 20 устойчивых сортов, разработанных ICARDA и CIMMYT. Ожидается, что все восемь стран достигнут отметки в 5% в сезоне 2012–13 гг. Новые сорта устойчивы не только к стеблевой, но и к другим ржавчинам.
«Это расстраивает. У нас есть технологии, чтобы предотвратить трагедию в одном из важнейших пшеничных регионов мира, уже уязвимом для голода и беспорядков. Но финансирования недостаточно, чтобы быстро размножить достаточно семян устойчивой пшеницы и передать их тем, кто в них нуждается», — сказал Коффман.
Поиск решений в диких родственниках пшеницы
Исследователи из Лаборатории Сэйнсбери (Норвич), Университета Миннесоты и Тель-Авивского университета сообщили о поиске генов устойчивости к Ug99 в диком родственнике пшеницы — Aegilops sharonensis (козья трава Шарона), растущем на прибрежных равнинах Израиля и Ливана.
«В течение четырёх-пяти лет мы надеемся выделить эти гены, вынуть их молекулярными пинцетами и вставить в локально адаптированную высокоурожайную хлебную пшеницу. Мы надеемся создать серьёзное препятствие для патогена», — сказал доктор Бранде Вульф из Лаборатории Сэйнсбери.
Барбарис может скрывать ключ к вирулентности
Растущая вирулентность ржавчины возродила интерес к барбарису — древесному растению, которое служит хозяином как для желтой, так и для стеблевой ржавчины. Систематическое уничтожение барбариса в середине XX века снизило не только тяжесть эпидемий, но и эволюцию патогена.
«Это способствовало десятилетиям устойчивости генов, защищавших пшеницу по всему миру от стеблевой ржавчины. А потом появился Ug99», — сказал Иаго Хейл, биолог из Университета Нью-Гэмпшира (США).
Учёные из США, Китая, Швеции, Эфиопии, России, Кении и других стран сообщают о данных, указывающих на возможную роль барбариса в повышении вирулентности ржавчины, хотя связь в Восточной Африке ещё предстоит доказать.
«Почти везде, где мы искали барбарис, мы его находили, и почти всегда рядом с пшеницей. Первые находки говорят, что нам следовало искать барбарис во всех пшеничных регионах мира», — отметил Хейл.
В Восточной Африке «охотники за барбарисом» сталкиваются с техническими трудностями в доказательстве развития вариантов стеблевой ржавчины на естественных популяциях барбариса. Относительно хрупкие споры ржавчины теряют жизнеспособность при транспортировке в лаборатории. Однако учёные намерены исследовать эту связь.
В отличие от прошлого опыта в Европе и Северной Америке, уничтожение барбариса может быть неприемлемо. «В некоторых странах это растение используется в медицине или имеет культурное значение, поэтому действовать нужно осторожно», — сказал Хейл.
«Ржавчина никогда не спит»
Инициатива BGRI была запущена в 2005 году доктором Норманом Борлоугом, который часто говорил: «Ржавчина никогда не спит». После подтверждения, что Ug99 преодолел ген устойчивости, который он и другие разработали более 50 лет назад, Борлоуг начал кампанию по привлечению внимания мира к новой угрозе продовольственной безопасности.
Борлоуг получил Нобелевскую премию мира в 1970 году за борьбу со стеблевой ржавчиной и создание сортов пшеницы, спасших от голода самых бедных людей. В последние четыре года жизни он вновь вступил в бой со своим древним врагом, призывая к значительным инвестициям в сельскохозяйственные исследования и оставив после себя армию учёных, способных продолжить работу.
Симпозиум в Пекине организован проектом DRRW для BGRI. Проект DRRW финансируется Фондом Билла и Мелинды Гейтс и Министерством международного развития Великобритании (DFID), управляется Корнеллским университетом. Партнёры включают CIMMYT, ICARDA (Сирия), ФАО ООН и Индийский совет сельскохозяйственных исследований (ICAR).