Производство пшеницы в Великобритании столкнулось с новой серьезной угрозой — появлением агрессивного штамма возбудителя желтой ржавчины. Этот грибок, известный своей способностью быстро распространяться по воздуху, мутировал и научился преодолевать защиту одного из важнейших генов устойчивости, Yr15, который до недавнего времени защищал значительную часть британских посевов. Обнаружение нового патогена в 2025 году потребовало немедленной и скоординированной реакции научного сообщества для поиска новых генетических барьеров и укрепления устойчивости сортов пшеницы, имеющих решающее значение для продовольственной безопасности страны.
Желтая ржавчина — это гриб-паразит, который распространяется с помощью спор, переносимых ветром. Заражая листья пшеницы, он вызывает появление характерных желтых полос и приводит к значительным потерям урожая, если его не контролировать. Генетическая устойчивость, обеспечиваемая такими генами, как Yr15, долгое время была эффективным барьером. Однако его «прорыв» стал критической точкой: более половины посевных площадей пшеницы в Великобритании, включая три самые популярные коммерческие сорта, оказались уязвимы перед болезнью. Это ставит под серьезную угрозу как урожай, так и экономическую стабильность агросектора.
В ответ на возникшую угрозу научный консорциум во главе с Центром Джона Иннеса получил экстренный грант от британских исследовательских советов и Министерства окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства. Цель проекта — погрузиться в обширный генетический резервуар, хранящийся в исторической коллекции Уоткинса. Это собрание стародавних сортов пшеницы, собранных в разных частях мира в начале XX века. Используя передовые геномные технологии, ученые надеются найти новые гены устойчивости, которые можно будет внедрить в современные сорта.
Коллекция Уоткинса представляет собой настоящий «рог изобилия» генетического разнообразия, включающий более 827 образцов из Европы, Азии и Северной Африки. Эти линии хранят широкий спектр адаптаций к различным условиям и болезням, бережно сохраненный в банке зародышевой плазмы Центра Джона Иннеса. Этот ресурс стал бесценным источником для поиска неиспользуемых генов, поскольку современная селекция, сузив генетическую базу коммерческой пшеницы, непреднамеренно повысила ее уязвимость к эволюционирующим патогенам.
Профессор Дайан Сондерс, ведущий фитопатолог Центра Джона Иннеса, подчеркивает, что крах устойчивости гена Yr15 беспрецедентен по масштабу и срочности. Однако она уверена, что древнее генетическое разнообразие, хранящееся в коллекции Уоткинса, предлагает своевременный и мощный ресурс для противодействия этому кризису. Применяя новейшие методы секвенирования генома, картирования генов и фенотипирования, исследовательская группа намерена выявить гены, эффективные против нового штамма ржавчины, и оперативно внедрить их в селекционные программы.
Эта инициатива объединяет экспертов в области патологии растений, генетики и геномики. Сотрудничество между Центром Джона Иннеса, Национальным институтом сельскохозяйственной ботаники (NIAB) и исследовательской станцией Ротамстед обеспечивает комплексный подход, включающий надзор за болезнями, генетические инновации и взаимодействие с аграриями. NIAB вносит свой вклад в мониторинг популяций патогена, а Ротамстед содействует внедрению улучшенных сортов среди фермеров.
Значение этого исследования выходит далеко за пределы Великобритании. Проект согласован с глобальными селекционными программами Международного центра улучшения кукурузы и пшеницы (CIMMYT) по отслеживанию и противодействию эволюции желтой ржавчины. Такое международное сотрудничество имеет решающее значение, поскольку распространение патогена не признает государственных границ, и новые вирулентные штаммы могут поставить под угрозу продовольственную безопасность во всем мире. Благодаря этому партнерству обнаруженные гены устойчивости могут быть распространены глобально.
Успешный поиск и внедрение новых генов устойчивости в сорта пшеницы поможет снизить зависимость от фунгицидов, что сократит производственные затраты, уменьшит воздействие на окружающую среду и снизит риски, связанные с использованием химикатов. Генетическая устойчивость позволит сохранить урожайность пшеницы и обеспечить стабильность продовольственной системы Великобритании перед лицом биологических вызовов, усугубляемых изменением климата и адаптацией патогенов.