Wsn010711

Паразитический гриб Puccinia graminis, возбудитель так называемой стеблевой или линейной ржавчины зерновых и бобовых культур, известен еще с библейских времен. Пукциния наносила большой ущерб многим сельскохозяйственным культурам, но разновидность гриба, паразитирующая на пшенице, - Puccinia graminis tritici - могла уничтожить практически весь урожай этого злака на корню. Лишь в середине прошлого века ученым удалось, наконец, путем селекции вывести устойчивые к этому патогену сорта пшеницы и распространить их по всему земному шару.

Мутантный штамм-убийца Ug99

Однако счастье продлилось недолго. В 1999 году в Уганде на местных посевах пшеницы был обнаружен мутантный штамм патогенного гриба, поражавший и те сорта злака, которые считались резистентными к пукцинии. С тех пор ученые неустанно трудятся над созданием новых сортов пшеницы, устойчивых к Ug99 (таково обозначение зловредного штамма, отражающее место и время его обнаружения). Тем более что время поджимает.

Уиллиам Ронни Коффмен (William Ronnie Coffman), профессор растениеводства и фитогенетики Корнеллского университета в Итаке, штат Нью-Йорк, поясняет: "Споры гриба могут разноситься ветром на колоссальные расстояния. Сегодня штамм Ug99 уже можно встретить на всем восточном побережье Африки - от Йемена до ЮАР. Но этим дело, конечно, не ограничится. С юга африканского континента споры гриба-мутанта легко могут быть перенесены ветром и в Южную Америку, и в Австралию, а с севера Африки - в южную и центральную Азию и даже в Европу. Этот штамм уже зарегистрирован, например, в Иране".

Следуя заветам Нормана Борлоуга

Профессор Коффмен является одним из координаторов основанной в 2005 году Глобальной инициативной группы по искоренению ржавчинных болезней пшеницы. Эту группу учредил ныне уже покойный, а тогда девяностолетний американский генетик, специалист в области патологии растений Норман Эрнест Борлоуг (Norman Ernest Borlaug), в 1970 году удостоенный Нобелевской премии мира за вклад в решение продовольственной проблемы и за осуществление так называемой "зеленой революции". Главная цель инициативы состояла в борьбе со штаммом Ug99, который, по мнению нобелевского лауреата, угрожает продовольственной безопасности во всем мире.

Профессор Коффмен говорит: "Основное средство в этой борьбе - селекционная работа. Мы анализируем геномы диких родственников пшеницы в поисках генов, детерминирующих устойчивость к штамму Ug99. И мы уже нашли несколько таких генов. Теперь главное - свести найденное воедино. Теоретически это позволит нам получить вполне надежную и долговременную резистентность пшеницы к пукцинии".

Вместо одного сильного - три слабых

На прошедшем в середине июня в Миннеаполисе (штат Миннесота) симпозиуме Международного центра улучшения кукурузы и пшеницы (CIMMYT) ученые смогли, наконец, объявить о достигнутом ими успехе. В отличие от практики прошлых лет, селекционеры при выведении новых сортов пшеницы сделали теперь ставку не на какой-то один сильный ген резистентности, способный в одиночестве сделать растение устойчивым к патогену, а на группу из трех и более генов. Каждый из этих генов в отдельности не в силах противостоять мутантному штамму Ug99, но все вместе они обеспечивают надежную защиту.

Профессор Коффмен поясняет: "Грибу будет очень сложно преодолеть такой барьер. Вероятность того, что он так сильно мутирует, что сможет обойти сразу три или четыре гена резистентности, чрезвычайно мала. А мутации, которая позволила бы грибу одолеть лишь один из генов резистентности, недостаточно для его выживания, ведь остаются еще, по меньшей мере, два гена, с которыми он справиться не сможет".

Не было бы счастья, да несчастье помогло

Первые сорта пшеницы, устойчивые против штамма Ug99, появятся уже в этом году в Кении. За ней в самом ближайшем времени последуют и другие страны, включая и те, где мутантный штамм пукцинии пока зарегистрирован не был. Правда, тут есть одна проблема: как убедить крестьян отказаться от привычных им сортов и перейти на новый посевной материал? "Крестьяне очень неохотно отказываются от устоявшихся традиций, - говорит профессор Коффмен. - Они консервативны и не хотят менять сорт возделываемой культуры, если не видят для этого никаких оснований. Но если на их полях появится мутантный штамм гриба, то предпринимать что-либо будет уже поздно. Они потеряют весь свой урожай, а это для них катастрофа".

Уговоры и разъяснения - дело, конечно, нужное и полезное, но, как показывает опыт, не очень продуктивное. Однако в данном случае есть одно обстоятельство, способствующее скорейшему решению проблемы. Как говорится, не было бы счастья, да несчастье помогло. Имя этому несчастью - желтая ржавчина, еще одно грибковое заболевание пшеницы, вызываемое другим видом пукцинии - Puccinia striiformis). Оно наносит не столь значительный ущерб, как стеблевая ржавчина, зато охватило уже и те страны и регионы, до которых штамм Ug99 пока еще не добрался. Между тем, новые сорта пшеницы, резистентные к Ug99, устойчивы и против возбудителя желтой ржавчины. А это большая удача, убежден профессор Коффмен: "Крестьяне в Эфиопии уже сегодня ощутимо страдают от широкого распространения желтой ржавчины, из-за которой они теряют часть урожая. То есть у них имеется мощный стимул к тому, чтобы озаботиться сменой сорта возделываемой пшеницы. Мы же дадим им новые сорта, устойчивые не только против возбудителя желтой ржавчины, но и, что еще гораздо важнее, против мутантного штамма-убийцы Ug99"

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман