Сорный рис получает конкурентное преимущество от диких соседей

Сорный рис — сельскохозяйственный вредитель с глобальным экономическим ущербом. Он вытесняет культурный рис, вызывая многомиллиардные потери урожая. Только в США потери из-за него могли бы прокормить дополнительно 12 миллионов человек в год.

Исследование Университета Вашингтона в Сент-Луисе раскрывает генетические изменения, дающие сорному рису преимущество в тропических регионах. Как сообщается в Nature Communications, один из секретов сорного риса — его «распущенность»: он легко скрещивается с произрастающим поблизости диким рисом.

Биолог Кеннет Олсен с коллегами из Китая, Малайзии и Таиланда проанализировал полногеномные последовательности 217 образцов дикого, сорного и культурного риса. Они обнаружили, что гибридизация с диким рисом внесла существенный вклад в эволюцию сорного риса Юго-Восточной Азии.

«У риса барьеры для потока генов между культурой и её дикими родственниками довольно низкие по сравнению с другими культурами, — сказал Олсен. — Эти „пористые границы“ могут способствовать эволюции и адаптации сорных родственников сельхозкультур».

Генетическое разнообразие риса в Юго-Восточной Азии выше, чем в США. Фермеры здесь выращивают широкий спектр низменных и горных сортов, включая современные элитные разновидности и традиционные местные сорта.

Однако, в отличие от США, на полях Юго-Восточной Азии всходы культурного риса соседствуют с диким рисом (Oryza rufipogon), который до сих пор встречается рядом. В США этот дикий предок отсутствует, и скрещивание невозможно.

Исследование показало, что гибридизация с диким рисом позволила некоторым сорнякам лучше адаптироваться, получив конкурентное преимущество. Например, некоторые несут гены дикого риса, приводящие к свободному осыпанию семян, что делает их высокоэффективными в распространении.

Геномные данные также указали, что сорный рис Юго-Восточной Азии развивал свои «уловки» разными параллельными эволюционными путями: некоторые сорняки одичали (де-одомашнились), начав как культурный рис, а другие изменились в результате скрещивания с диким.

«Наше исследование подчеркивает, как адаптивная интрогрессия (поток генов) от диких видов может способствовать эволюции сельскохозяйственных сорняков, — сказал Олсен. — Это первое исследование, дающее детальную геномную характеристику этого явления».

Глобальная борьба с сорным рисом продолжается. В Таиланде для управления его распространением фермеры срезают метёлки, используют химикаты или оставляют поля под паром. Однако борьба пока не очень успешна, поскольку сорный рис более адаптивен по многим признакам, кроме качества зерна для приготовления.