Как защитить от климата "хлебную корзину" Эфиопии? Объединить геномику и знания фермеров

Эфиопия — одна из крупнейших стран-производителей пшеницы в Африке. Однако обычная хлебная пшеница (Triticum aestivum) попала в страну лишь в 1940-х годах. До этого, на протяжении 5000 лет, сельское хозяйство Эфиопии опиралось на множество сортов твердой пшеницы (Triticum turgidum ssp. durum), которые до сих пор используются для приготовления местных блюд и напитков.

Эта агробиоразнообразие имеет ключевое значение для будущего. "Эти сорта, эволюционировавшие под действием естественного и искусственного отбора тысячи лет, хорошо адаптированы к климату и почвам Эфиопии. Они устойчивы к изменению климата", — отмечает Карло Фадда из Альянса Bioversity International и CIAT.

Фермеры, уже сталкивающиеся с засухой и деградацией почв, не могут полагаться на один тип пшеницы, выведенный только ради урожайности. Они ищут сорта с полезными признаками, адаптированные к местным условиям и использованию.

От поля к генобанку и обратно на поле

Однако фермеры часто вынуждены идти на компромисс, выбирая менее урожайные, но более выживаемые сорта, и имеют ограниченный доступ к разнообразию. Много агробиоразнообразия хранится в генобанках, но оно малодоступно для фермеров.

Чтобы найти баланс, исследователи использовали коллекции генобанков Эфиопии. Они скрестили местные традиционные сорта твердой пшеницы с международными селекционными линиями, получив 1200 новых генетических материалов.

Эти сорта были оценены группами фермеров-мужчин и женщин в полевых испытаниях. Предпочтения и отзывы фермеров были количественно оценены, сопоставлены с агрономическими показателями (включая урожайность) и использованы вместе с данными ДНК-секвенирования сортов для построения моделей прогнозирования урожайности.

В статье в Proceedings of the National Academy of Sciences ученые показали, что оценки фермеров могут эффективно предсказывать урожайность пшеницы. Один из рецензентов отметил: "Поразительно, что модель геномной селекции, использующая общую оценку фермеров, имела более высокую точность прогноза урожайности зерна, чем модель, обученная на самих данных по урожайности".

Фермеры выбирают будущее

"Знания фермеров — это научная величина, которая может способствовать результатам селекции. Речь не о том, чтобы фермеры заменили селекционеров, а о том, чтобы эти методы, основанные на данных, помогли учесть сложность реального мира в селекционных решениях", — говорит Маттео Делль'Аква.

Карло Фадда добавляет: "Африка богата агробиоразнообразием. Это исследование показывает, что для достижения ускоренной устойчивости в сельском хозяйстве как генетическое разнообразие африканских культур, так и связанные с ним традиционные знания должны быть включены в стратегии сельскохозяйственных исследований и развития".