Более 70% важнейших диких родичей культурных растений требуют срочного сбора в коллекции

Согласно новому исследованию Международного центра тропического сельского хозяйства (CIAT) в координации с Глобальным фондом разнообразия сельскохозяйственных культур (Crop Trust) и Королевскими ботаническими садами Кью (RBG Kew), многие дикие растения, которые станут строительными блоками для будущего мирового продовольственного снабжения, отсутствуют в мировых генбанках.

Эти так называемые дикие родичи культурных растений (CWR) — дальние родственники известных пищевых культур, таких как рис, картофель, кукуруза и пшеница, — широко признаны одним из важнейших ресурсов для селекционеров в борьбе с изменением климата. Но многие из них не собраны и не сохранены в генбанках, что лишает селекционеров возможности их использовать. Кроме того, многие места их обитания находятся под угрозой из-за урбанизации, загрязнения, вырубки лесов, изменения климата и войн.

CWR обладают ценным генетическим разнообразием, которое можно использовать для создания сельскохозяйственных культур, способных адаптироваться и процветать в условиях изменения климата, включая более высокие температуры, увеличение засоленности почв из-за повышения уровня моря и более частые и серьезные вспышки болезней и вредителей.

Исследование, проведенное в рамках проекта «Адаптация сельского хозяйства к изменению климата: сбор, защита и подготовка диких родичей культурных растений», финансируемого правительством Норвегии, картировало 1076 CWR для 81 наиболее важной мировой культуры. Оно выявило значительные пробелы в мировых генбанках как на уровне видов, так и регионов.

Ключевые выводы:

• 29% (313 видов) проанализированных диких родичей полностью отсутствуют в мировых генбанках.
• Еще 257 видов (23,9%) представлены менее чем 10 образцами каждый, что оставляет без внимания значительную часть потенциально важного растительного разнообразия.
• Более 70% всех видов CWR срочно нуждаются в сборе и сохранении для улучшения их представленности в генбанках.
• Более 95% недостаточно представлены с точки зрения полного диапазона географической и экологической изменчивости в пределах их естественного ареала.
• Наиболее критические пробелы в сборе приходятся на регионы: Средиземноморье и Ближний Восток; Западная и Южная Европа; Юго-Восточная и Восточная Азия; Южная Америка.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Plants, сопоставило прогнозируемые ареалы CWR с записями мировых генбанков, создав, как полагают, наиболее полный на сегодняшний день список пробелов в коллекциях диких родичей культурных растений.

Нора Кастаньеда-Альварес из Университета Бирмингема, учёный CIAT и автор исследования, заявляет, что статья «устанавливает базовый уровень того, насколько хорошо мы защищаем диких родичей культурных растений во всем мире». «Существуют большие пробелы для многих культур и во многих регионах», — добавила она. — «Теперь ясно, что ученые по всему миру участвуют в гонке со временем, чтобы собрать и сохранить многие из самых важных видов растений для будущей продовольственной безопасности».

Авторы обнаружили, что дикие родичи важных для продовольственной безопасности культур, таких как банан и плантан, маниок, сорго и батат, наряду с родственниками ананаса, моркови, шпината и многих других фруктов и овощей, остро нуждаются в сборе и сохранении. Даже для диких родичей основных продуктов, таких как рис, пшеница, картофель и кукуруза — которые, как правило, лучше представлены в генбанках — в коллекциях все еще существуют значительные пробелы.

Кроме того, они отметили, что некоторые CWR, отмеченные как высокоприоритетные для сбора и сохранения, находятся под угрозой из-за войн и гражданских конфликтов в таких местах, как Сирия и Афганистан, а также из-за изменений в землепользовании, таких как обезлесение в Юго-Восточной Азии.

«Общий уровень подверженности риску действительно тревожный», — говорит соавтор Колин Хури, также учёный CIAT. — «Мировое продовольственное снабжение находится в шатком положении зависимости от слишком малого числа видов сельскохозяйственных растений. Для каждого CWR, не сохраненного в генбанке и недоступного для исследований, означает, что у селекционеров растений на один вариант меньше для повышения устойчивости продовольственных культур, на которые мы так сильно полагаемся».

Рут Иству́д, координатор проекта по диким родичам культурных растений в Кью, согласна: «Хотя многие эксперты знали о пробелах для отдельных культур, впервые у нас есть всеобъемлющий глобальный обзор, который широко доступен».

«CWR предоставляли ценный генетический материал в прошлом, и Организация Объединенных Наций официально признала важность этих видов в статье 2.5 Целей устойчивого развития, которая включает призыв сохранять генетическое разнообразие семян, включая диких родичей культурных растений, в генбанках к 2020 году», — говорит менеджер этого проекта Ханнес Демпевольф.

Исследование также выявило некоторые области, где CWR собраны относительно хорошо, например, для пшеницы, нута, томата, сои и риса. Эти образцы уже доказали свою ценность в прошлых усилиях по селекции растений. Например, гены дикого вида риса Oryza nivara сыграли ключевую роль в создании сортов риса, устойчивых к вирусу травянистой карликовости — болезни, нанесшей ущерб азиатским фермерам на сотни миллионов долларов в 1970-х годах. А один дикий вид томата предоставил гены, повышающие содержание сухих веществ на 2,4%, что, по оценкам, приносит мировой индустрии томатов около 250 миллионов долларов США в год.

При финансовой поддержке правительства Норвегии Crop Trust и RBG Kew работают над заполнением пробелов и обеспечением будущего мирового продовольственного снабжения. Анализ, приведший к созданию новой карты, является частью этих совместных усилий и лег в основу определения приоритетов, где новые усилия по сбору будут наиболее эффективными. На сегодняшний день заключены соглашения с партнерами в 15 странах, и Проект оказывает поддержку и помощь этим партнерам в сборе этих CWR, их сохранении в генбанках и обеспечении доступности для исследований и селекции. Crop Trust надеется, что эта работа побудит дополнительные страны более охотно делиться своими коллекциями растений.

По словам Луиджи Гуарино, директора по науке и программам Crop Trust, анализ и карта также могут оказаться полезными для обсуждения политики в области генетических ресурсов: «Страна может быть удивлена, что является высокоприоритетной для сбора, хотя уже имеет образцы в своем национальном генбанке. Благодаря этому исследованию она может осознать, что эти коллекции не широко известны, и предпринять шаги, чтобы изменить это. Какая польза, если она у вас есть, но она недоступна и никто не знает, что она там есть?»