Быстрый метод диагностики для мониторинга стеблевой ржавчины пшеницы в Непале
Недавнее обнаружение штамма стеблевой ржавчины пшеницы Ug99 в Непале, о котором сообщалось в журнале Plant Disease, вновь подчеркнуло необходимость бдительности для защиты третьей по важности продовольственной культуры страны от крупномасштабных вспышек этого губительного заболевания.
Непал уже сталкивается с частыми крупными вспышками, вызываемыми родственным патогеном — желтой ржавчиной, которая может привести к потере 30–80% урожая зерна при отсутствии эффективного контроля. Ключевым компонентом для выбора правильных мер борьбы является понимание того, какой именно штамм патогена присутствует в поле фермера.
Для желтой ржавчины с 2022 года в Непале используется метод диагностики MARPLE, который помогает получить эту информацию. Методология MARPLE, разработанная в John Innes Center совместно с CIMMYT, использует портативный секвенатор MinION от Oxford Nanopore для анализа образцов пшеницы, зараженной желтой ржавчиной.
Считывая участки генома патогена, которые определяют разные штаммы ржавчины, этот метод может предоставлять информацию о присутствующих в регионе штаммах почти в реальном времени.
Такой мобильный подход к генотипированию позволяет быстро идентифицировать отдельные штаммы патогена in situ, без необходимости в высокотехнологичных лабораториях. Он также может предоставить информацию на уровне штамма в течение 48 часов после сбора образцов, что идеально подходит для реагирования на чрезвычайные ситуации, связанные с болезнями.
Под руководством Университета Пенсильвании команда JIC недавно расширила этот метод, чтобы его можно было использовать для идентификации и отслеживания штаммов патогена стеблевой ржавчины. Недавнее внедрение этого метода в Непале позволит эффективно отслеживать такие штаммы, как Ug99, почти в реальном времени.
Сурья Байдья, старший научный сотрудник и руководитель Национального центра исследований патологии растений при NARC, где внедрена диагностика MARPLE, отметил: «Замечательно, что у нас есть такая возможность на нашей исследовательской станции. MARPLE дает нам необходимую быструю диагностику, чтобы помочь выявлять и контролировать изменения в разнообразии популяции патогена ржавчины».
Успешные испытания платформы MARPLE для стеблевой ржавчины были завершены в NARC доктором Рамом Хадькой в июле 2024 года при поддержке CIMMYT и John Innes Center. Образцы из Кхумалтара были успешно идентифицированы как Clade IV — еще один новый штамм стеблевой ржавчины в Непале, что совпало с результатами, полученными в Глобальном справочном центре по ржавчине в Дании.
Доктор Хадька сказал: «Это первое применение MARPLE для стеблевой ржавчины в Южной Азии, и оно предоставляет полезный новый инструмент для быстрой диагностики этой новейшей угрозы производству пшеницы в Непале».
Профессор Дайан Сондерс, со-руководитель проекта и руководитель группы в John Innes Center, заявила: «Учитывая недавние изменения в популяции стеблевой ржавчины в Непале, жизненно важно, чтобы эта возможность была доступна нашим коллегам в Непале. Мы предоставляем им доступ к новейшим инновациям в диагностике болезней растений там, где это больше всего необходимо, — в руках исследователей в поле, которые неустанно борются с этими разрушительными болезнями».
Профессор Дэвид Хьюз, директор Feed the Future Innovation Lab for Current and Emerging Threats to Crops, прокомментировал: «Это невероятно захватывающая демонстрация потенциала того, что происходит, когда мы сосредотачиваемся на создании потенциала на национальном уровне. С такими отличными и быстрыми генетическими тестами, как MARPLE, которые могут дополнять платформу PlantVillage с ее фенотипической диагностикой с помощью ИИ, мы можем прийти к ситуации быстрого эпиднадзора, что позволяет внедрять решения».
Доктор Дейв Ходсон, со-руководитель проекта, сказал: «В ближайшие месяцы диагностика MARPLE будет использоваться для мониторинга любого распространения штамма Ug99 и быстрой идентификации любых других значимых штаммов, чтобы помочь бороться с постоянно развивающейся угрозой ржавчины пшеницы в Непале».