Селекция сахарной свеклы на устойчивость к болезням и вредителям всегда требует нового «козыря в рукаве»

Рай для патогенов

Необходимость в устойчивых сортах и гибридах продиктована тем, что сахарная свекла привлекает больше патогенов, чем любая другая культура. На всех этапах выращивания – от посева до уборки – богатый сахаром корнеплод служит отличным источником питания для грибов, вирусов, нематод и насекомых. По этой причине селекционеры устойчивых сортов и гибридов постоянно работают над защитой семян и вырастающих из них растений от заражения. В конечном счете, одна из основных целей компании KWS состоит в том, чтобы обеспечить сельхозпроизводителей самыми качественными высокоурожайными семенами. Растения должны оставаться здоровыми и сохранять устойчивость к болезням в течение всего периода роста, который обычно длится 180–220 дней. «Средства защиты растений, например, пестициды, наносимые на поверхность дражированных семян, и естественная устойчивость сорта или гибрида идеально дополняют друг друга», – объясняет Бейер.

Высокая устойчивость к патогенам

Главная задача компании KWS при селекции устойчивых сортов и гибридов состоит в том, чтобы обеспечить будущие растения самыми необходимыми для конкретного региона генами устойчивости. Если растения смогут противостоять воздействию патогенов или вредителей, количество используемых пестицидов можно будет сократить. Селекция устойчивых сортов и гибридов особенно важна для предотвращения болезней, против которых бессильны как химические, так и биологические меры защиты.

Именно такой и является ризомания, одна из главных болезней сахарной свеклы, которая вызывается вирусом некротического пожелтения жилок, поражающим молодые растения. При этом вирус стремится не убить свеклу, а паразитировать внутри нее. Только благодаря селекции устойчивых сортов и гибридов появилась возможность выращивать сахарную свеклу на сильно зараженных почвах, например, в Италии или южной Германии, а также в Калифорнии и многих других регионах. В настоящее время для большинства сельскохозяйственных угодий в мире нужна именно устойчивая к ризомании свекла.

Быстрая эволюция вируса

Большинство современных сортов и гибридов сахарной свеклы имеют гены устойчивости, которые защищают культуру от вирусов и существенно сдерживают размножение патогенов. Устойчивость к ризомании – одна из важнейших характеристик сортов и гибридов свеклы от компании KWS. Однако по своей природе вирусы способны эволюционировать. В процессе мутации они изменяют свои свойства, а затем снова атакуют свеклу, устойчивость которой рассчитана лишь на прежнюю форму вируса. В этом случае говорят о преодолении защитного барьера или потере устойчивости. Вирусные штаммы, способные справиться с геном устойчивости к ризомании (Holly-ген, обозначенный как Rz 1) и колонизировать, казалось бы, устойчивые растения сахарной свеклы, известны на протяжении нескольких лет. «Особенно пострадали посевы в Нидерландах»,– добавляет Бейер.

Цель селекции: опередить возбудителей болезней

К тому времени, когда патогены впервые преодолели ген устойчивости Rz1, у селекционеров KWS уже было готово альтернативное решение. Примерно с 2000 года в генофонд сортов KWS посредством скрещивания постепенно включают гены устойчивости дикорастущих форм свеклы (Beta maritima). Полученная генетика предлагается на некоторых рынках в сочетании с геном Rz1 под названием RZ2.0 и обеспечивает особенно эффективную защиту от сильного поражения ризоманией.

«Важно, чтобы селекционеры не бросались на поиски альтернативной защиты, когда барьер устойчивости уже сломан, а готовили решение заблаговременно. На включение нового гена устойчивости в товарные сорта посредством скрещивания может уйти десять и более лет», – говорит Бейер. По этой причине селекционеры постоянно ищут альтернативные источники устойчивости, чтобы обезопасить существующие механизмы защиты. Немаловажную роль играет и то, что KWS, будучи семейным предприятием, вот уже 160 лет обладает финансовой независимостью и способностью принимать решения и действовать в перспективе десятилетий. Таким образом, фермеры могут рассчитывать на получение хорошо адаптируемых, устойчивых сортов и гибридов в ближайшие несколько десятков лет.

Селекция в условиях сжатых сроков

Тем не менее, преодоление патогеном нового барьера устойчивости – всего лишь вопрос времени. Некоторые механизмы защиты, такие как ген Rz1, действующий против ризомании, много лет работали исправно, сдерживая распространение резистентных вирусных штаммов. Грибы, которые стремительно размножаются в большом количестве, давая несколько поколений за год, могут преодолеть барьер устойчивости всего за несколько лет. Время играет важную роль еще и в конкуренции с другими селекционными компаниями на рынке. Чем быстрее и эффективнее пройдет выведение нового устойчивого сорта или гибрида от KWS, тем больше сельхозпроизводителей получат преимущества от инновационной продукции.

Где найти новые гены устойчивости?

Для защиты от многих болезней существуют хорошо известные источники устойчивости. Кроме того, селекционеры часто проверяют дикие формы свеклы, находящиеся в генбанках, на появление новых генов устойчивости. Чтобы зафиксировать новый ген устойчивости и определить принцип его наследования, иногда уходят долгие годы. В тоже время гены устойчивости, например, к мучнистой росе, ржавчине и другим грибам удается отыскать в обычном базовом материале.

Селекция – прежде всего всегда командная работа. Сочетание нескольких селекционных программ и разных генов устойчивости позволяет выводить на рынок новые сорта и гибриды. Все это требует, чтобы эксперты KWS постоянного искали новые участки с сильно зараженной почвой для испытания устойчивости сортов и гибридов. В связи с этим опытные участки, арендованные рядом с Питивье, придется, скорее всего, неоднократно расширить.