В последние годы во многих регионах мира наблюдается рост вредоносности тлей, снижающих урожай и качество культурных растений. Так, потери урожая из-за соевой тли Aphis glycines в Северной Америке могут достигать 50%. При этом снижается не только урожай, но также посевные и другие потребительские качества семян. Происходят серьезные изменения в биохимическом составе растений и физиологических процессах, например, подавляются синтез и накопление протеинов, необходимых для нормальной жизнедеятельности растений.
Поврежденное растение сорго
Повышает вредоносность тлей и генетическая однородность сельскохозяйственных культур. Например, в России в сорта сорго с конца 60-х годов прошлого века в качестве донора устойчивости к обыкновенной злаковой тле вовлекался в скрещивания только один венгерский сорт «Сарваши», который со временем показал свою неэффективность.
Таким образом, для повышения устойчивости необходимо вовлечение в селекцию как можно большего числа сортов и их рациональное использование. Что в свою очередь зависит от расширения банка эффективных генов устойчивости, а также от знания эволюционных механизмов совместимости вредителей с растениями-хозяевами.
В связи с этим сотрудники отдела генетики ВИР проводят анализ генетического разнообразия основных зерновых культур (пшеница, ячмень, овес, сорго) с точки зрения устойчивости к тлям. В обзоре, опубликованном в журнале Plants, ученые обобщили имеющуюся информацию о проявлении и генетическом контроле устойчивости. Также в материале обсуждаются стратегии рационального использования генетических ресурсов зерновых культур в селекции.
По данным ученых, существует несколько способов борьбы с вредителями, в основе которых лежит увеличение генетического разнообразия устойчивых сортов растений в пространстве и во времени. Среди них: чередование сортов с разными генами устойчивости во времени; выращивание смесей генетически различных сортов или даже культур; одновременное выращивание большого количества сортов с разными генами устойчивости в ареале вредителя; выведение многолинейных сортов, различающихся генами устойчивости, и объединение различных факторов устойчивости в одном генотипе. Как отметил руководитель отдела генетики ВИР Евгений Радченко, эти стратегии не являются альтернативой друг другу и могут использоваться в любой комбинации.
Исследование ведется в рамках проекта, поддержанного грантом РФФИ, «Закономерности организации генетической структуры популяций растительноядных насекомых». Ученые проводят изучение закономерностей отбора насекомых по агрессивности и степени их патогенности под влиянием генотипов растений.
Итогом проекта станет проверка выдвинутого ранее предположения о существовании на территории России нескольких групп популяций злаковых тлей и обоснование рациональной схемы территориального размещения сортов, защищенных разными генами устойчивости к вредителям.
Подробнее: Evgeny E. Radchenko, Renat A. Abdullaev and Irina N. Anisimova, «Genetic Resources of Cereal Crops for Aphid Resistance», Plants (2022), DOI: 10.3390/plants11111490. Обзор относится к спецвыпуску «Genetic Resources of Cereal and Oilseed Crops for Sustainable Breeding and Food Security». Приглашенные редакторы: главный научный сотрудник, руководитель отдела генетики ВИР Евгений Радченко и ведущий научный сотрудник отдела генетики ВИР Ирина Анисимова.
Исследование проведено в рамках проекта РФФИ А 2020 № 20-016-00048 «Закономерности организации генетической структуры популяций растительноядных насекомых».
Источник информации и фото: Федеральный исследовательский центр "Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова"
Автор фотографии: Ренат Абдуллаев (ВИР)
