Спасение американского каштана увенчается успехом, но медленнее, чем ожидалось
Почти столетние усилия по спасению американского каштана, ставшего функционально вымершим из-за интродуцированной болезни — каштанового рака (Chestnut blight), с помощью селекции в конечном итоге увенчаются успехом, но это займет больше времени, чем ожидают многие.
К такому выводу пришла исследовательская группа ученых из Penn State, The American Chestnut Foundation и State University of New York. Исследование должно снизить ожидания как общественности, так и части научного сообщества о скорой победе, но также дает уверенность, что в итоге каштаны снова будут процветать в лесах.
Оценка масштаба задачи
Для выводов ученые проанализировали десятилетия данных по селекции и трансгенным экспериментам, получили новые экспериментальные данные и сделали прогнозы о том, как рекуррентный отбор и внедрение трансгенного материала ускорят выведение устойчивости к раку. Впервые были получены экспериментальные оценки наследуемости и генетического прогресса по устойчивости.
- «Именно эти оценки позволяют нам теперь точно знать, что это лишь вопрос времени», — заявил ведущий автор Ким Штайнер.
- Для завершения только поколения B3F2 (третье бэккроссовое, интеркроссированное поколение китайского и американского каштана), как изначально планировалось, необходимо вручную создать 73 000 деревьев и тестировать их в посадках минимум 3 года.
- Этот процесс в основном селекционном проекте фонда начался в 2002 году и, вероятно, завершится не раньше 2022 года.
Текущий статус и будущие шаги
В исследовании, опубликованном в New Forests, обобщены два подхода:
- Система The American Chestnut Foundation: гибридизация с устойчивым китайским каштаном и последующие неоднократные бэккроссы для восстановления американского типа.
- Трансгенный подход SUNY College of Environmental Science and Forestry: введение в американский каштана гена, обеспечивающего устойчивость (спонсировано Нью-Йоркским отделением фонда).
- Средняя устойчивость саженцев B3F2, даже после отбора, не достигнет уровня китайского каштана, но некоторые семена будут нести гены высокой устойчивости, что может позволить начать восстановительные работы.
- Селекционной программе, вероятно, потребуется еще одно-два поколения рекуррентного отбора для максимизации устойчивости.
- Трансгенное дерево из Нью-Йорка должно пройти регуляторную проверку и испытания в естественной конкурентной среде. Если оно себя оправдает, ожидается интеграция этого подхода с классической селекционной программой фонда.
Роль волонтеров и научного сообщества
Ким Штайнер назвал эту работу по восстановлению самым амбициозным, затяжным и технически сложным спасением вида из когда-либо предпринимавшихся. Успех стал возможен благодаря тысячам волонтеров-гражданских ученых и филантропам The American Chestnut Foundation, а также поддержке многих ученых из университетов, госучреждений и индустрии.
Обещание успеха селекционной программы позволило привлечь десятки миллионов долларов на поддерживающие исследования и привело к взрывному росту числа публикаций об американском каштане с середины 1990-х годов.