Геномное открытие может спасти фермеров от миллионов убытков, предотвращая прорастание арахиса до сбора урожая
Непредсказуемые дожди представляют серьёзную угрозу для фермеров, выращивающих арахис, вызывая значительные потери из-за прорастания семян до сбора урожая. Испанские сорта арахиса, на которые приходится почти 60% мирового производства, особенно уязвимы. Преждевременное прорастание, вызванное ранними дождями, может снизить урожайность на 10–20%, а в тяжёлых случаях — до 50%. Это делает критически важным понимание генетики сортов, устойчивых к прорастанию в условиях высокой влажности.
Как покой свежесобранных семян помогает фермерам
В недавнем исследовании Международный научно-исследовательский институт сельскохозяйственных культур для полузасушливых тропиков (ICRISAT) и его партнёры показали, как селекционеры могут выводить сорта арахиса с покоем свежесобранных семян — естественным «встроенным временем ожидания», которое предотвращает прорастание до сбора урожая и защищает как урожай, так и качество. Этот признак является мощной защитой от серьёзных финансовых потерь, с которыми сталкиваются фермеры, когда ранние дожди вызывают прорастание.
Исследование опубликовано в журнале Plant Physiology and Biochemistry.
Комментируя открытие, генеральный директор ICRISAT д-р Химаншу Патхак заявил, что, поскольку климатическая неопределённость продолжает бросать вызов сельскохозяйственным системам, геномные данные о покое свежесобранных семян представляют собой преобразующую возможность поддержать миллионы мелких фермеров в странах Глобального Юга. «Я призываю селекционеров арахиса во всём мире применять эти выводы для создания следующего поколения устойчивых сортов арахиса», — сказал д-р Патхак.
Результаты исследования и генетические данные
В идеале урожай арахиса созревает через 90–120 дней после посева, и фермеры полагаются на короткий сухой период для сбора и сушки стручков. Эта заключительная стадия крайне уязвима; даже кратковременный дождь во время созревания или сушки может спровоцировать прорастание до сбора урожая, что приведёт к значительным потерям урожая, качества и дохода.
Оценив 184 генотипа арахиса из генобанка ICRISAT в течение двух сезонов, исследование выявило широкий спектр естественной изменчивости: некоторые сорта оставались в состоянии покоя более 30 дней без прорастания, в то время как другие прорастали в течение недели.
Команда отобрала сорта с периодом покоя 10–21 день — идеальным окном для баланса между защитой от прорастания и своевременной посадкой.
Команда также проанализировала генетический состав этих отобранных сортов и идентифицировала 9 высокодостоверных генов-кандидатов, связанных с покоем свежесобранных семян и устойчивостью к прорастанию до сбора урожая, что даёт ценную информацию для селекции улучшенных сортов.
Более широкие последствия для сельского хозяйства
Д-р Стэнфорд Блейд, заместитель генерального директора по исследованиям и инновациям в ICRISAT, заявил: «Арахис — экономически значимая культура в полузасушливых регионах и краеугольный камень мирового производства масличных культур. Оптимизация покоя семян — это не просто выгода для мелких фермеров; она обладает преобразующим потенциалом для глобальной экономики, поддерживая качественное производство и сокращая потери, несмотря на меняющуюся погоду».
Исследование закладывает основу для разработки сортов арахиса с периодом покоя семян 2–3 недели, что даёт фермерам жизненно важный буфер для безопасного сбора урожая.
«Хотя наше исследование сосредоточено на арахисе, покой свежесобранных семян — это важный признак для многих культур, особенно перед лицом всё более непредсказуемых сельскохозяйственных сезонов. Смягчение последствий на геномном уровне предлагает наиболее экономически эффективное решение, и мы надеемся, что наши выводы послужат катализатором для дальнейших исследований в этой критически важной области», — сказал д-р Маниш Пандей, главный научный сотрудник по геномике и предварительной селекции в ICRISAT.
Недавние успехи ICRISAT в понимании геномики, лежащей в основе термоустойчивости, устойчивости к болезням и способности к бланшированию у арахиса, формируют стратегии селекции как внутри института, так и в более широком научном сообществе. Селекционная программа института по арахису продолжает скрининг своей глобальной коллекции зародышевой плазмы на предмет приоритетных признаков и внедрение генетических данных в текущие селекционные усилия, обеспечивая создание сортов, готовых к будущему.