Сорта сои с устойчивостью к ржавчине дают США преимущество в борьбе с патогеном

Когда соевая ржавчина впервые появилась в США в конце 2004 года, многие производители опасались опустошительных потерь урожая, аналогичных потерям в других частях мира. В ответ на эту угрозу исследователи оценивали образцы сои из коллекции зародышевой плазмы USDA на устойчивость к этому грибу. Недавний отчёт в Crop Science идентифицирует некоторые из этих устойчивых источников.

Целью было определить, какие образцы зародышевой плазмы сои устойчивы в США и сохраняют ли они устойчивость на всём юге страны. Угроза этого гриба сильно зависит от погодных условий: он быстрее размножается при умеренных температурах, обильных осадках и сильной росе. Споры могут переноситься ветром на сотни миль, что затрудняет сдерживание болезни.

Это вызвало полевые испытания 576 образцов из Коллекции зародышевой плазмы сои USDA на устойчивость к соевой ржавчине в семи локациях на юге США в период с 2006 по 2010 год. Образцы оценивались по степени поражения болезнью, а в некоторых средах — также по частоте заболевания, споруляции гриба, типу поражений и/или плотности урединий. В статье Crop Science сообщаются результаты тестов 2006–2008 годов.

Результаты испытаний:

• Ни один образец не был полностью иммунен во всех средах.
• 64 образца показали устойчивость в двух или более локациях каждый год их тестирования.
• Некоторые образцы были более устойчивы в определённых условиях, чем в других.

Исследователи обнаружили, что лишь часть образцов сои, устойчивых в Южной Америке или Африке (где соевая ржавчина может вызывать потери урожая до 80% в отдельные годы), оказалась устойчивой в южных штатах США.

Ключевые генетические и географические находки:

• Гены устойчивости Rpp1 и Rpp3 оказались более эффективными в США, тогда как Rpp2 и Rpp4 — более эффективными в Южной Америке.
• Почти все устойчивые в США образцы сои изначально были собраны в южной Японии, северном Вьетнаме или на острове Ява (Индонезия).

Это говорит о том, что популяции соевой ржавчины из Бразилии не являются предками ржавчины, занесённой в США, что ставит под вопрос гипотезу о её заносе ураганом из Центральной или Южной Америки.

Практическое применение и текущая работа:

Эти открытия позволили селекционерам сои разработать улучшенные линии, сочетающие устойчивость азиатских образцов с высокой урожайностью и важными агрономическими признаками североамериканских сортов.

• Сложность заключается в генетической связи полезных генов устойчивости с нежелательными генами, вызывающими проблемы (например, осыпание, полегание).
• Задача — изолировать гены устойчивости без нежелательных генов с той же хромосомы.
• В Бразилии уже выращиваются два устойчивых к ржавчине сорта, несколько других находятся в разработке.

Вывод: Если соевая ржавчина станет более серьёзной проблемой в США, у страны уже есть преимущество. Устойчивость уже встроена в улучшенный генетический фон, что позволит быстрее передать её в лучшие коммерческие сорта по мере необходимости.