борьба с патогенным грибом
Puccinia graminis
В середине прошлого века борьба с опасным вредителем пшеницы - грибом,
вызывающим стеблевую ржавчину растений, - увенчалась, как казалось,
полной победой... Если бы не появление нового - мутантного - штамма
этого гриба!
Паразитический гриб Puccinia graminis, возбудитель так называемой
стеблевой или линейной ржавчины зерновых и бобовых культур, известен
еще с библейских времен. Пукциния наносила большой ущерб многим
сельскохозяйственным культурам, но разновидность гриба, паразитирующая
на пшенице, - Puccinia graminis tritici - могла уничтожить практически
весь урожай этого злака на корню. Лишь в середине прошлого века ученым
удалось, наконец, путем селекции вывести устойчивые к этому патогену
сорта пшеницы и распространить их по всему земному шару.
Мутантный штамм-убийца Ug99
Однако счастье продлилось недолго. В 1999 году в Уганде на местных
посевах пшеницы был обнаружен мутантный штамм патогенного гриба,
поражавший и те сорта злака, которые считались резистентными к пукцинии.
С тех пор ученые неустанно трудятся над созданием новых сортов пшеницы,
устойчивых к Ug99 (таково обозначение зловредного штамма, отражающее
место и время его обнаружения). Тем более что время поджимает.
Уиллиам Ронни Коффмен (William Ronnie Coffman), профессор
растениеводства и фитогенетики Корнеллского университета в Итаке, штат
Нью-Йорк, поясняет: "Споры гриба могут разноситься ветром на
колоссальные расстояния. Сегодня штамм Ug99 уже можно встретить на всем
восточном побережье Африки - от Йемена до ЮАР. Но этим дело, конечно, не
ограничится. С юга африканского континента споры гриба-мутанта легко
могут быть перенесены ветром и в Южную Америку, и в Австралию, а с
севера Африки - в южную и центральную Азию и даже в Европу. Этот штамм
уже зарегистрирован, например, в Иране".
Следуя заветам Нормана Борлоуга
Профессор Коффмен является одним из координаторов основанной в 2005
году Глобальной инициативной группы по искоренению ржавчинных болезней
пшеницы. Эту группу учредил ныне уже покойный, а тогда девяностолетний
американский генетик, специалист в области патологии растений Норман
Эрнест Борлоуг (Norman Ernest Borlaug), в 1970 году удостоенный
Нобелевской премии мира за вклад в решение продовольственной проблемы и
за осуществление так называемой "зеленой революции". Главная цель
инициативы состояла в борьбе со штаммом Ug99, который, по мнению
нобелевского лауреата, угрожает продовольственной безопасности во всем
мире.
Профессор Коффмен говорит: "Основное средство в этой борьбе -
селекционная работа. Мы анализируем геномы диких родственников пшеницы в
поисках генов, детерминирующих устойчивость к штамму Ug99. И мы уже
нашли несколько таких генов. Теперь главное - свести найденное воедино.
Теоретически это позволит нам получить вполне надежную и долговременную
резистентность пшеницы к пукцинии".
Вместо одного сильного - три слабых
На прошедшем в середине июня в Миннеаполисе (штат Миннесота)
симпозиуме Международного центра улучшения кукурузы и пшеницы (CIMMYT)
ученые смогли, наконец, объявить о достигнутом ими успехе. В отличие от
практики прошлых лет, селекционеры при выведении новых сортов пшеницы
сделали теперь ставку не на какой-то один сильный ген резистентности,
способный в одиночестве сделать растение устойчивым к патогену, а на
группу из трех и более генов. Каждый из этих генов в отдельности не в
силах противостоять мутантному штамму Ug99, но все вместе они
обеспечивают надежную защиту.
Профессор Коффмен поясняет: "Грибу будет очень сложно преодолеть
такой барьер. Вероятность того, что он так сильно мутирует, что сможет
обойти сразу три или четыре гена резистентности, чрезвычайно мала. А
мутации, которая позволила бы грибу одолеть лишь один из генов
резистентности, недостаточно для его выживания, ведь остаются еще, по
меньшей мере, два гена, с которыми он справиться не сможет".
Не было бы счастья, да несчастье помогло
Первые сорта пшеницы, устойчивые против штамма Ug99, появятся уже в
этом году в Кении. За ней в самом ближайшем времени последуют и другие
страны, включая и те, где мутантный штамм пукцинии пока зарегистрирован
не был. Правда, тут есть одна проблема: как убедить крестьян отказаться
от привычных им сортов и перейти на новый посевной материал? "Крестьяне
очень неохотно отказываются от устоявшихся традиций, - говорит профессор
Коффмен. - Они консервативны и не хотят менять сорт возделываемой
культуры, если не видят для этого никаких оснований. Но если на их полях
появится мутантный штамм гриба, то предпринимать что-либо будет уже
поздно. Они потеряют весь свой урожай, а это для них катастрофа".
Уговоры и разъяснения - дело, конечно, нужное и полезное, но, как
показывает опыт, не очень продуктивное. Однако в данном случае есть одно
обстоятельство, способствующее скорейшему решению проблемы. Как
говорится, не было бы счастья, да несчастье помогло. Имя этому несчастью
- желтая ржавчина, еще одно грибковое заболевание пшеницы, вызываемое
другим видом пукцинии - Puccinia striiformis). Оно наносит не столь
значительный ущерб, как стеблевая ржавчина, зато охватило уже и те
страны и регионы, до которых штамм Ug99 пока еще не добрался. Между тем,
новые сорта пшеницы, резистентные к Ug99, устойчивы и против
возбудителя желтой ржавчины. А это большая удача, убежден профессор
Коффмен: "Крестьяне в Эфиопии уже сегодня ощутимо страдают от широкого
распространения желтой ржавчины, из-за которой они теряют часть урожая.
То есть у них имеется мощный стимул к тому, чтобы озаботиться сменой
сорта возделываемой пшеницы. Мы же дадим им новые сорта, устойчивые не
только против возбудителя желтой ржавчины, но и, что еще гораздо важнее,
против мутантного штамма-убийцы Ug99"
Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман
http://www.dw-world.de/dw/article/0,,15204669,00.html
|
