Новые сорта пшеницы противостоят глобальной угрозе
Для удовлетворения потребностей растущего населения мира и преодоления экологических проблем необходимы инновационные методы селекции пшеницы, заявил Рави Сингх на встрече Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS) 16–20 февраля в Ванкувере, Канада.
Сингх, адъюнкт-профессор селекции и генетики растений Корнеллского университета и ведущий селекционер пшеницы в Международном центре улучшения кукурузы и пшеницы в Мексике, отметил, что усовершенствованные методы селекции, такие как челночная селекция, помогают создавать новые устойчивые к болезням сорта пшеницы, которые увеличат урожайность.
Выступая на сессии «Возникающие риски в глобальной продовольственной системе», организованной профессором фитопатологии Корнелла Уильямом Фраем, Сингх подчеркнул, что к 2020 году урожайность пшеницы должна увеличиться на одну тонну с гектара, чтобы соответствовать росту населения. Повышение глобальных температур и новые вирулентные заболевания ещё больше сократят урожаи. Это давление особенно ощущается в развивающихся странах, где пшеница обеспечивает 20% ежедневного потребления белка.
Болезни пшеницы, такие как стеблевая ржавчина Ug99, оказывают особое давление. Ug99 уничтожает целые поля, преодолевая генетическую устойчивость, защищающую большую часть мировой пшеницы. Грибок распространяется воздушными потоками и случайно человеком. Он вышел за пределы Восточной Африки и находится на границе житниц Пакистана и Индии.
По инициативе Нормана Борлоуга, лауреата Нобелевской премии и отца Зелёной революции, был создан проект «Устойчивая устойчивость пшеницы к ржавчине» (Durable Rust Resistance in Wheat), которым руководит Колледж сельского хозяйства и наук о жизни Корнелла при финансировании Фонда Билла и Мелинды Гейтс и Министерства международного развития Великобритании. Проект мобилизует исследования для создания новых сортов пшеницы, устойчивых к Ug99 и с повышенной урожайностью. Сингх сотрудничает с учёными в рамках этой и других программ по всему миру, включая селекционера и генетика Корнелла Марка Сорреллса.
Челночная селекция, метод, инициированный Борлоугом, позволяет быстрее выявлять и размножать перспективные сорта пшеницы. Процесс начинается с посадки семян на опытных полях Международного центра улучшения кукурузы и пшеницы в Обрегоне, Мексика. Затем отобранные материалы тестируют в 1000 милях к юго-востоку, за пределами Мехико, на большой высоте и при сильных осадках, где условия вегетации, почвы, температуры и давление болезней отличаются от Обрегона. Благодаря двум разным сезонам выращивания Сингх может тестировать семена дважды в год, сокращая время селекции вдвое.
Затем отобранные растения выращивают в скрининговых питомниках в Нджоро, Кения (под управлением Кенийского института сельскохозяйственных исследований), в течение двух поколений под высоким давлением Ug99, а затем возвращают в Мексику. В Мексике растения отбирают и тестируют на урожайность зерна, устойчивость к жаре и засухе, качество хлеба и устойчивость к различным болезням.
Конечный результат — сорта, пригодные для различных условий по всему миру, с хорошей урожайностью и сильной устойчивостью к болезням. Более 20 сортов, устойчивых к Ug99, были выпущены или находятся на продвинутых испытаниях в восьми странах, включая Индию и Пакистан.
«Мы добились больших успехов в выявлении новых сортов, которые обеспечат долговременную устойчивость к стеблевой ржавчине и повысят урожайность, — сказал Сингх, — но предстоит ещё много работы из-за важности пшеницы и постоянно меняющегося давления, с которым она сталкивается в глобальном масштабе».