Фото: із відкритих джерел
Лабораторія молекулярного фітопатолога Ашіша Ранджана поєднує польові «розсадники хвороб» і молекулярні аналізи, щоб знаходити природно стійкі сорти сої та картоплі й розбиратися в механізмах їхнього імунітету.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на Hortidaily.
В Університеті Міннесоти (Twin Cities) команда під керівництвом молекулярного фітопатолога та доцента кафедри фітопатології Ашіша Ранджана досліджує, як контролювати хвороби рослин так, щоб підтримувати врожайність і водночас зменшувати залежність від фунгіцидів. У фокусі лабораторії — дві ключові для штату культури: соя та картопля.
Підхід команди базується на поєднанні польового скринінгу та лабораторних молекулярних досліджень. Спершу в польових умовах відбирають зразки, які демонструють кращу стійкість до конкретних хвороб, а далі в лабораторії з’ясовують генетичні та біохімічні основи цієї стійкості.
Як шукають стійкі форми у полі
Для первинного відбору використовують польові експерименти в так званих «розсадниках хвороб», де десятки, а інколи й понад сотню сортів сої або картоплі перевіряють на стійкість до визначених патогенів. За словами дослідника, стійкі рослини часто походять від диких або менш поширених різновидів, які тривалий час виживали під природним тиском хвороб.
Окремий напрям роботи — з’ясувати, які саме гени або ознаки забезпечують стійкість, і як перенести ці риси в високоврожайні «елітарні» сорти за допомогою селекції та молекулярних підходів.
Чому без контрольованих умов важко обійтися
Польові випробування показують, що «працює» в реальному середовищі, але водночас сильно залежать від погоди та рівня інфекційного фону. У матеріалі наведено приклад скринінгу сої на стійкість до білої плісняви (white mold): протягом двох років у полі оцінили близько 100 сортів, але якщо в перший рік тиск хвороби був високим і різниця між сортами була помітною, то в другий рік у тому самому полі майже не знаходили інфікованих рослин. За таких коливань, зазначається, складно повторювати експерименти й робити однозначні висновки.
Тому лабораторія активно використовує камери вирощування (growth chambers), де можна цілеспрямовано інокулювати рослини та точно керувати параметрами середовища. Це дає змогу швидше отримувати більш «чисті» дані та визначати, які саме фактори довкілля критичні для взаємодії «рослина—патоген». Такі контрольовані умови також важливі для робіт, які недоречно проводити у відкритому середовищі, зокрема для експериментів із редагуванням генів або «викликом» патогеном.
Що це означає для виробництва
У матеріалі підкреслюється, що хвороби щороку забирають помітну частку врожаю сої: втрати оцінюють на рівні 10–15% виробництва, а економічний ефект — приблизно у $2 млрд на рік. Для картоплі також характерний значний тиск хвороб (грибних і бактеріальних), а також шкодочинність комах і нематод. Відповідно, підвищення стійкості сортів розглядають як шлях до стабільнішої врожайності та кращої прогнозованості результатів для виробників.
Окремо зазначається, що камери вирощування корисні й для підготовки студентів: вони дозволяють відпрацьовувати інокуляцію, вирощування та скринінг без сезонних обмежень, що особливо актуально для Міннесоти з коротким вегетаційним періодом.
«У контрольованих середовищах, як-от камери вирощування, ми можемо навмисно інокулювати рослини й точно керувати умовами довкілля… Це допомагає отримувати чіткі, переконливі дані за значно коротший час, ніж лише польові експерименти».