Помимо адаптации к разнообразным условиям выращивания, многие виды дикого картофеля обладают мощной защитой от болезней, таких как фитофтороз.
Дальние родственники культурного картофеля могут стать ключом к открытию новых источников устойчивости к самому разрушительному заболеванию клубнеплодов - фитофторозу.
На это надеется группа ученых Службы сельскохозяйственных исследований (ARS), которые провели лабораторные испытания, в ходе которых они подвергли листья 72 различных видов дикого картофеля спорам возбудителя фитофтороза. Фитофтора инфестанс- тот же виновник, что спровоцировал ирландский картофельный голод 1840-х годов.
Фитофтороз остается сегодня глобальной угрозой не только картофелю, но и посевам томатов, ежегодно приводя к потерям урожая и затратам на борьбу с ними на сумму около 6.7 млрд долларов США. У восприимчивых сортов грибоподобный патоген вызывает темные поражения и другие симптомы заболевания, которые быстро разрушают листья, стебли, плоды или клубни растения, - отметил Деннис Хальтерман, генетик растений из Исследовательского отдела овощных культур ARS в Мэдисоне, штат Висконсин.
Там Хальтерман специализируется на генетической «гонке вооружений», в которой растения картофеля участвуют с патогенами, которые атакуют их и вызывают отравление, часто вынуждая производителей принимать ответные меры химическими средствами контроля, такими как фунгицид, которые могут увеличить производственные затраты и опасения по поводу ущерба окружающей среде.
В сотрудничестве с ученым ARS Шелли Янски (на пенсии) и научным сотрудником ARS Хари Карки, Хальтерман обратил внимание на труднопроходимых родственников культурного картофеля, произрастающего в дикой природе в Центральной и Южной Америке и Мексике, где фитофтороз зародился и развился вместе с растение, член семейства пасленовых.
«Хотя большинство диких видов производят небольшой картофель, который вы не захотите есть - они действительно могут вызвать у вас серьезное заболевание - они существуют в суровых природных условиях без удобрений, орошения и пестицидов», - отметил Хальтерман в обучающем видео о своих усилиях.
Помимо адаптации к разнообразным условиям выращивания, многие виды дикого картофеля обладают мощной защитой от болезней, таких как фитофтороз. Это делает их особенно ценным ресурсом для генов устойчивости, которые могут принести пользу выращиваемым сортам и, в более широком смысле, способствовать мировой продовольственной безопасности.
«Как только мы идентифицируем вид, который обладает устойчивостью, наша цель - передать эту устойчивость в культивируемый картофель, чтобы фермеры могли выращивать здоровые культуры, используя меньше пестицидов», - сказал Хальтерман.
Потребность в новых источниках устойчивости к фитофторозу - постоянная. Отчасти это происходит из-за сверхъестественной способности патогена мутировать в новые варианты, которые могут преодолеть существующие гены сорта картофеля для защиты от болезни. Среди них US-23, наиболее распространенный вариант, циркулирующий в картофеле в США, и NL13316, еще более мощный вариант, который может «нейтрализовать» ценный ген картофеля, известный тем, что придает устойчивость к фитофторозу широкого спектра действия, а именно RB.
Из 72 изученных исследователями видов 12 из них продемонстрировали высокий уровень устойчивости листьев, который никогда ранее не регистрировался, открывая двери для совершенно новых механизмов защиты от фитофтороза.
Тем не менее, создание новых сортов картофеля с новыми характеристиками - длительный процесс, который занимает 10-15 лет, прежде чем они будут готовы к продаже. Но Хальтерман надеется, что с помощью новых подходов, таких как селекция с помощью маркеров, картирование генома и способность клонировать (копировать) и вставлять определенные представляющие интерес гены, ценные черты, такие как устойчивость к фитофторозу, можно будет быстрее и эффективнее передать перспективным новым сортам.
Пять из 12 выдающихся видов, а именно, S. agrimonifolium, S. albornozii, S. chomatophilum, S. hypacrarthrum. и С. piurae- могут быть немедленно использованы в программах селекции картофеля без критического первого шага исследования, необходимого для преодоления хромосомной несовместимости, типичной для дикого картофеля, сообщили исследователи в выпуске журнала за декабрь 2020 года. Болезнь растений..
Команда Служба сельскохозяйственных исследований является главным внутренним научно-исследовательским агентством Министерства сельского хозяйства США. Ежедневно ARS фокусируется на решениях сельскохозяйственных проблем, с которыми сталкивается Америка. Каждый доллар, вложенный в сельскохозяйственные исследования, приносит 17 долларов экономического эффекта.
