Скрещивание с дикими родственниками для создания устойчивой к болезням и климату пшеницы

Новое исследование показало, как внедрение генетики от диких сортов пшеницы может повысить её устойчивость к болезням и изменению климата. Это открытие может помочь защитить будущее этого жизненно важного источника продовольствия.

Учёные из Ноттингемского университета совместно с Институтом Джона Иннеса перенесли генетическую изменчивость в пшеницу от её диких родственников. Это позволило получить устойчивость к фузариозу колоса (FHB) — серьёзному заболеванию пшеницы — и вывести новые высокоурожайные сорта, адаптированные к изменению климата. Результаты опубликованы в двух статьях в Frontiers in Plant Science.

Фузариоз колоса — высокоповреждающее заболевание как хлебной, так и твёрдой пшеницы во многих регионах мира. Болезнь вызывается несколькими видами грибов Fusarium. Грибок может значительно снизить урожай, а также производит микотоксины, загрязняющие зерно и представляющие риск для здоровья человека. Всемирное исследование вредителей и патогенов сельскохозяйственных культур в 2019 году оценило глобальную потерю урожая пшеницы в 21.5%, причём FHB занял второе место среди самых разрушительных болезней.

Исследователи выявили изменчивость признаков, полученную от дикого родственника Triticum timopheevii, который устойчив к FHB. Поскольку в самой пшенице очень мало изменчивости по устойчивости к этой болезни, эта устойчивость от дикого родственника будет играть критическую роль в будущем мировом производстве пшеницы.

Команда из Ноттингема разработала новые стратегии переноса генов от диких сортов, имитирующие естественные процессы репродукции. Используя эти методы, они создали тысячи растений с генетической изменчивостью, а также разработали большое количество диагностических генетических маркеров, которые «помечают» изменчивость от диких родственников.

Ханс Браун, руководивший исследованиями (2006–2020 гг.) в ведущем мировом центре исследований и селекции пшеницы, заявил: «За исключением генов карликовости, использованных Норманом Борлаугом, которые легли в основу зелёной революции, спасшей миллиард людей от голода, генетическая изменчивость от диких родственников, вероятно, оказала наибольшее влияние на производство пшеницы. Это примечательно, учитывая, что до сих пор была использована лишь крошечная доля изменчивости признаков от диких родственников».