Международная группа исследователей разработала три новые линии риса, способные противостоять бактериальной инфекции, которая в отдельные годы лишала фермеров Восточной Африки значительной части урожая. Для получения устойчивых растений ученые использовали селекцию, основанную на анализе ДНК, обойдясь без технологий редактирования генома.
Поводом для исследования стало распространение бактериального ожога листьев – заболевания, вызываемого Xanthomonas oryzae. Патоген поражает листья риса, нарушает нормальное развитие растений и способен существенно снижать продуктивность посевов. Особенно серьезной ситуация стала после проникновения в Восточную Африку азиатских разновидностей бактерии, к которым местные сорта оказались недостаточно устойчивыми.
Масштаб проблемы проявился в 2019 году, когда в Танзании и на Мадагаскаре потери урожая риса из-за заболевания превысили 20%. Для стран, где эта культура занимает важное место в питании населения, подобные вспышки создают дополнительные риски для продовольственной безопасности.
В поисках решения специалисты из Европы, Японии и Индии изучили механизм заражения растений. Выяснилось, что бактерия использует особенности работы белков семейства SWEET, участвующих в переносе сахаров внутри растительных тканей. Возбудитель способен воздействовать на эту систему, создавая благоприятные условия для собственного размножения.
Исследователи обнаружили среди существующих разновидностей риса растения с генетическими особенностями, которые затрудняют такое взаимодействие. Затем нужные признаки перенесли в три высокоурожайных сорта, приспособленных к условиям Восточной Африки.
Вместо прямого изменения ДНК ученые применили последовательное скрещивание и отбор потомства по генетическим маркерам. Такой подход позволил объединить несколько защитных признаков в одном растении, сохранив характеристики сортов, важных для сельскохозяйственного производства.
Полученные линии показали устойчивость к широкому спектру возбудителей бактериального ожога. Защитные свойства распространяются не только на штаммы, распространенные в Танзании и на Мадагаскаре, но и на некоторые разновидности бактерии из Азии и Западной Африки.
Это особенно важно, поскольку возбудители болезней растений способны распространяться между регионами, а устойчивость к одному штамму не всегда обеспечивает защиту от остальных. Объединение нескольких генетических факторов сопротивляемости может сделать новые сорта более надежными при изменении инфекционной обстановки.
Разработка уже перешла к следующему этапу: перспективные линии испытывают в Танзании и на Мадагаскаре. Полевые проверки должны показать, насколько хорошо растения сохраняют урожайность и устойчивость к заболеванию в реальных условиях выращивания.
Если испытания завершатся успешно, новые сорта смогут стать дополнительным инструментом защиты рисовых полей и сокращения потерь урожая. Однако говорить о массовом внедрении пока рано: исследователям еще предстоит подтвердить эффективность разработки непосредственно в хозяйствах.
