Розвитку стеблової іржі може протистояти човниковa селекція (досвід Кенії)

Два десятиліття тому в Уганді була виявлена ​​небезпечна раса стеблової іржі, відома як Ug99. Вона ж викликала великі епідемії в Кенії у 2002 і 2004 роках. Відтоді стеблова іржа продовжує мутувати в нові раси. Гриб Ug99 та його варіанти поширилися в полях у гірських районах Східної та Південної Африки, а також у Ємені й Ірані, загрожуючи регіональній продовольчій безпеці.

Для боротьби з мутуючим збудником стеблової іржі Міжнародний центр з поліпшення кукурудзи та пшениці (CIMMYT) і Корнельский університет створили в 2008 році Міжнародну платформу для фенотипування стеблової іржі в Ньоро, округ Накуру, Кенія, у співпраці з Кенійською організацією досліджень у галузі сільського господарства і тваринництва (KALRO) в межах проекту «Довговічна стійкість до іржі в пшениці».

За останнє десятиліття селекціонери й фітопатологи спільно працювали на об'єкті, щоби випередити цей гриб, котрий швидко розвивається, й удосконалити способи боротьби.

Партнерство привело до випуску понад 150 ліній пшениці по всьому світу зі стійкістю до Ug99 і його варіантів.

Розробка цих високоврожайних сортів, придатних для різноманітих агроекологій, стала можливою за підтримки Фонду Білла й Мелінди Гейтс і Департаменту міжнародного розвитку Великої Британії (DFID).

Фенотипування – використання технології польових випробувань для визначення бажаних ознак рослини – є ключовим компонентом на об'єкті.

Вчені використовують човникову селекційну систему Мексика-Кенія для швидкої оцінки й вибору ліній пшениці на стійкість до стеблової іржі. Система дозволяє також оцінювати зародкову плазму пшениці з різних країн і «картирувати популяції» – схрещування різних батьків – для виявлення й характеристики нових джерел стійкості до іржі.

Що таке човникова селекційна система? У 1940-х роках лауреат Нобелівської премії миру Норман Борлоуг почав вирощувати два врожаї пшениці на рік в абсолютно протилежних умовах, цей процес відомий як «човникове розведення».

Сьогодні човникова селекційна система між Кенією і Мексикою дозволяє селекціонерам вирощувати рослини у двох країнах, щоби швидко просувати нові покоління й піддавати пшеницю різним стресам (абіотичним і біотичним).

Випробування, проведені на дослідницькій станції CIMMYT у Сьюдад-Обрегон, Мексика, дозволили виявити лінії пшениці, котрі адаптуються до різних агроекологічних зонах зі стійкістю до місцевих рас листкової іржі та патогенних мікроорганізмів. Додаткові випробування в Кенії на стійкість до гриба Ug99 та його варіантів дозволяє проводити скринінг і відбирати близько 1500-2000 сегрегаційних популяцій пшениці протягом двох сезонів.

«Завдяки човниковому розведенню, постійному тестуванню зародкової плазми пшениці, швидкому розмноженню й використанню сучасних маркерних технологій для геномної селекції, ми постійно впроваджуємо інновації для розробки поліпшених ліній пшениці з пакетом бажаних ознак у набагато коротший період часу», – пояснив Мандіп Рандхава, селекціонер і фахівець з іржі пшениці.

У Мексиці вчені на об'єкті оцінюють близько 10000 ліній за результатами випробувань на стійкість до стеблової іржі протягом двох сезонів. Кращі за продуктивністю лінії проходять другий рік випробувань на врожайність у п'яти різних середовищах Обрегона: повна іригація, посуха, плоска поверхня, припіднятий шар і тепловий стрес. Потім селекціонери вибирають високоврожайні лінії та роздають їх як міжнародні розплідники національним партнерам за допомогою банку зародкової плазми CIMMYT.

Відео Бура іржа пшениці

У Кенії в Ньоро сортувальна установка здатна тестувати 50 000 ліній пшениці на рік. Близько 20 країн відправляють свою зародкову плазму на цей об'єкт для оцінки на стійкість до стеблової іржі. За останні 10 років у Ньоро пройшли оцінку близько 600 000 ліній пшениці.

Критичним завданням для заводчиків є об'єднання усіх бажаних ознак в одну лінію за більш короткий період: п'ять замість десяти років. Такі складні селекційні зусилля вимагають постійної підтримки та міжнародного співробітництва для розробки високоврожайних ліній, стійких до стресу, які підходять для різних агроекологій.

Міжнародний центр із поліпшення кукурудзи та пшениці (CIMMYT) в Ньор за останнє десятиліття підготував понад 200 вчених, котрі спеціалізуються на боротьбі з можливими новими епідеміями рослин.