Ученые повысили устойчивость к болезням у трех важнейших мировых культур

В сегодняшней онлайн-публикации журнала Nature Biotechnology представлены три важные статьи об устойчивости сельскохозяйственных культур к болезням. В них сообщается об изоляции новых генов устойчивости и успешной передаче резистентности пшенице, сое и картофелю. Фонд 2Blades поддержал разработку этих проектов в рамках своей миссии по поиску, продвижению и внедрению генетических улучшений для устойчивости культур к болезням.

2Blades решает проблему растущих требований к мировому сельскохозяйственному производству, нацеливаясь на контроль болезней растений. Патогены растений вызывают глобальные потери урожая, оцениваемые примерно в 15%, а некоторые патогены могут привести к полной потере урожая. Хотя с болезнями борются с помощью агрохимикатов и устойчивых сортов, популяции патогенов быстро адаптируются к этим мерам. Недавние открытия в науке о растениях предоставляют возможности для создания более долговечной генетической устойчивости к патогенам, однако внедрение этих достижений в полевых условиях почти не продвинулось за последние двадцать лет. 2Blades работает над преодолением разрыва между научным открытием и сельским хозяйством, поддерживая инициативы по разработке и поставке культур с врожденной устойчивостью к болезням для коммерческих фермеров и мелких землевладельцев.

Отчеты в Nature Biotechnology посвящены стеблевой ржавчине пшеницы, азиатской ржавчине сои и фитофторозу картофеля — болезням, которые трудно контролировать и каждая из которых способна вызывать потери урожая более чем на 80%.

• Стеблевая ржавчина пшеницы (WSR) поражает пшеницу, которая обеспечивает 20% потребляемых в мире калорий и белка. Устойчивые к WSR сорта пшеницы были выведены и широко внедрены в 1950-х и 60-х годах, но вновь появляющиеся штаммы WSR преодолевают устойчивость этих сортов. В одной из статей, подготовленной исследователями из John Innes Centre (Норидж, Великобритания) совместно с учеными из CSIRO (Канберра, Австралия), подробно описывается ключевая инновация в идентификации генов устойчивости под названием MutRenSeq (Mutational Resistance Gene Enrichment Sequencing), которую они использовали для изоляции двух генов устойчивости, Sr22 и Sr45. Эта работа является частью крупной международной программы, которую 2Blades ведет с 2008 года и которая направлена на создание долговечного "стека" из нескольких генов устойчивости для борьбы с WSR.
• Азиатская ржавчина сои (ASR) поражает сою, критически важный источник белка и пищевого масла с мировым производством более 300 миллионов тонн. ASR вызывает потери урожая до 80% и угрожает производству в Южной Америке, где выращивается более половины мирового урожая. Долговечная генетическая устойчивость отсутствует, а меры химического контроля обходятся только в Бразилии более чем в 2 миллиарда долларов в год. 2Blades начал сотрудничество с Universidade Federal de Viçosa (Бразилия) в 2008 году, которое переросло в крупную программу в рамках группы 2Blades в The Sainsbury Laboratory (Норидж, Великобритания) и партнерство с DuPont Pioneer (Джонстон, Айова, США). Совместно команда изолировала ген CcRpp1 из голубиного гороха (Cajanus cajan), перенесла его в сою и впервые продемонстрировала высокий уровень устойчивости к ASR у коммерческой сои. Дальнейшая разработка этой трансгенной стратегии борьбы с болезнью направлена на обеспечение долговечности устойчивости для стабильных урожаев и одновременного сокращения потребности в химических обработках.
• Фитофтороз картофеля печально известен опустошением ирландского картофельного урожая в конце 1840-х годов, что вызвало широкомасштабный голод. Восприимчивость к фитофторозу остается угрозой для большинства коммерческих сортов картофеля. Исследователи из The Sainsbury Laboratory (Норидж, Великобритания) изолировали новый ген устойчивости к фитофторозу, Rpi-amr3, из американского черного паслена (Solanum americanum), дикого родственника картофеля, и перенесли его в восприимчивые сорта картофеля. 2Blades помог продвинуть это открытие, поддержав защиту интеллектуальной собственности и лицензирование партнерам для разработки.

2Blades продолжает работать с исследовательскими, коммерческими и благотворительными партнерами, чтобы обеспечить внедрение этих технологий и способствовать максимальной долговечности признаков устойчивости.

Роджер Фридман, председатель 2Blades, прокомментировал: "2Blades придерживается простой стратегии борьбы с болезнями растений. Растения, как правило, способны защищаться от болезней, но успешные патогены преодолевают защиту растений, уклоняясь от распознавания. Мы восстановили способность растения "видеть" патоген. Как только это сделано, растение само делает все остальное. Именно так работают все три эти вида устойчивости".

"2Blades — некоммерческая организация", — сказала Диана Хорват, президент 2Blades. "Мы работаем для максимальной пользы, сосредотачиваясь исключительно на продвижении научных открытий в практические приложения для устойчивости сельскохозяйственных культур к болезням. Мы стремимся разрабатывать и внедрять решения для борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур, которые угрожают продовольственной безопасности во всем мире. Результаты, опубликованные в Nature Biotechnology, являются значительным прогрессом, и мы продолжим прилагать усилия, необходимые для того, чтобы эти технологии были внедрены там, где они больше всего нужны".