Селекція цукрових буряків на стійкість до хвороб та шкідників завжди вимагають нового «козиря в рукаві»

Перевірка рослин в теплиці на наявність ризоманії: Брітта Альсведе та Вернер Бейєр перевіряють стан селекційних ліній на зараженому ризоманією ґрунті.

Французьке містечко Пітів’є, розташоване на південь від Парижу, має погану славу серед господарств, які вирощують цукрові буряки. В цьому регіоні поширені дуже агресивні штами вірусу, який викликає у цукрових буряків небезпечну хворобу – ризоманію. В той же час це місце добре підходить для випробування нових, стійких до патогенів гібридів. З цією метою компанія KWS орендувала поблизу декілька ділянок. Але перш ніж нові рослини зможуть проявити себе в цих складних умовах, фахівцям, які займаються селекцією рослин в складі команди Вернера Бейра, треба ще багато попрацювати...

Рай для патогенів

Необхідність в толерантних гібридах обумовлена тим, що цукрові буряки приваблюють більше патогенів, ніж будь-яка інша культура. На всіх етапах вирощування – від посіву до збирання – багаті цукрами коренеплоди слугують відмінним джерелом харчування для грибів, вірусів, нематод та комах. З цієї причини селекціонери стійких гібридів постійно працюють над захистом насіння та рослин, які з нього виростають, від зараження. В решті решт, одна з цілей компанії KWS полягає в тому, щоб забезпечити аграріїв високоврожайним та високоякісним насінням. Рослини мають залишатися здоровими та зберігати стійкість до хвороб протягом всього періоду росту, який зазвичай триває 180-220 днів. «Засоби захисту рослин, наприклад, пестициди, які наносять на поверхню дражованого насіння, та природня стійкість гібриду ідеально доповнюють один одного», – пояснює Бейєр.

Висока стійкість до патогенів

Головна задача компанії KWS при селекції стійких гібридів полягає в тому, щоб забезпечити майбутні рослини найнеобхіднішими для конкретного регіону генами стійкості. Якщо рослини зможуть протистояти дії патогенів чи шкідників, кількість пестицидів можна буде скоротити. Селекція стійких гібридів особливо важлива для запобігання хворобам, проти яких безсилі як хімічні так і біологічні засоби захисту.

Саме такою і є ризоманія, одна з головних хвороб цукрових буряків, яка визивається вірусом некротичного пожовтіння жилок, що уражує молоді рослини. При цьому вірус прагне не вбити буряк, а паразитувати всередині нього. Тільки завдяки селекції стійких гібридів з’явилась можливість вирощувати цукрові буряки на сильно уражених ґрунтах, наприклад, в Італії чи на півдні Німеччини, а також в Каліфорнії та багатьох інших регіонах. В даний час для більшості світових сільськогосподарських угідь необхідні саме стійкі до ризоманії цукрові буряки.

Швидка еволюція вірусу

Більшість сучасних гібридів цукрових буряків мають гени стійкості, які захищають культуру від вірусів та суттєво стримують розмноження патогенів. Стійкість до ризоманії – одна з найважливіших характеристик гібридів цукрових буряків селекції KWS. Однак, за своєю природою віруси здатні еволюціонувати. В процесі мутації вони змінюються, а потім знову атакують буряки, стійкість яких розрахована лише на попередню форму вірусу. В цьому випадку кажуть про подолання захисного бар’єру або втрату стійкості. Вірусні штами, здатні справлятися з геном стійкості до ризоманії (Holly-ген, позначений як Rz 1) та колонізувати, здавалося б, стійкі рослини цукрових буряків, відомі протягом декількох років. «Особливо постраждали посіви в Нідерландах»,– додає Байєр.

1 / 3

Перевірка окремих рослин на наявність ризоманії.
2 / 3

Програма схрещування гібридів в зимовий період: Ант’є Кюн (ліворуч), Вернер Бейєр (в центрі) та Моніка Шееле (праворуч) працюють в тісній взаємодії.
3 / 3

Перевірка на наявність нематод.

Мета селекції: випередити збудників хвороб

До того часу, коли патогени вперше подолали ген стійкості Rz1, в селекціонерів KWS вже було готове альтернативне рішення. Приблизно з 2000 року в генофонд своїх гібридів компанія KWS за допомогою схрещування постійно включає гени стійкості дикорослих форм буряків (Beta maritima). Отримана генетика пропонується на деяких ринках в поєднані з геном Rz1 під назвою Rz 2.0 та забезпечує особливо ефективний захист від сильного ураження ризоманією.

«Важливо, щоб селекціонери не кидались на пошуки альтернативного захисту, коли бар’єр стійкості вже зламано, а готували рішення завчасно. На включення нового гена стійкості в товарні гібриди за допомогою схрещування може піти десять та більше років», – каже Бейєр. По цій причині селекціонери постійно шукають альтернативні джерела стійкості, щоб убезпечити існуючі механізми захисту. Неабияку роль відіграє і те, що KWS, будучи сімейним підприємством, вже понад 160 років володіє фінансовою незалежністю, здатністю приймати рішення та діяти на перспективу. Таким чином, аграрії можуть розраховувати на отримання добре адаптованих, стійких гібридів в найближчі десятиріччя.

Селекція в умовах стиснутих термінів

Однак, подолання патогеном нового бар’єру стійкості – всього лише питання часу. Деякі механізми захисту, так як ген Rz1, діючий проти ризоманії, багато років працювали справно, стримуючи поширення резистентних вірусних штамів. Гриби, які стрімко розмножаються в великій кількості, даючи декілька поколінь за рік, можуть подолати бар’єр стійкості всього за декілька років. Час відіграє важливу роль ще й в конкуренції з іншими селекційними компаніями на ринку. Чим швидше та ефективніше пройде виведення нового стійкого гібриду KWS, тем більше аграріїв отримають переваги від інноваційної продукції.

Де знайти нові гени стійкості?

Для захисту від багатьох хвороб існує багато добре відомих джерел стійкості. Окрім того, селекціонери часто перевіряють дикі форми буряків, які знаходяться в генетичних банках, на появу нових генів стійкості. Щоб зафіксувати новий ген стійкості та визначити принцип його спадкування, інколи йде багато років. В той же час гени стійкості, наприклад, до борошнистої роси, іржі та інших грибів, вдається відшукати в звичайному базовому матеріалі.

Селекція – це, перш за все, командна робота. Поєднання декількох селекційних програм та різних генів стійкості дозволяє виводити на ринок нові гібриди. Все це вимагає, щоб фахівці KWS постійно шукали нові ділянки з сильно ураженим ґрунтом для дослідження стійкості гібридів. В зв’язку з цим дослідницькі ділянки поруч з Пітів’є, доведеться, швидше за все, не раз розширити.

Дізнайтеся більше

kws_kersting_rinkleff_walter_findling_ralf_tilcher_datenkontrolle.jpg

Біопрепарати: корисні бактерії захищають від шкідників та можуть збільшити врожайність

Бактерії – це екстремісти серед живих істот. Вони живуть в 100-градусній гарячій воді, сильних кислотах або сірчаних джерелах глибоких морів. А також в деяких гібридах насіння цукрових буряків KWS.

Більше Більше

Дослідження «потаємних глибин» за допомогою сканера: як спостерігати за розвитком коренів?

Як проводити спостереження за розвитком коренів цукрових буряків на глибині 1,5 метри? Це досить просто. Все, що вам знадобиться – це широкий бур, довгі трубки з плексігласу, спеціальний сканер, програми для обробки зображень та згуртована дослідницька команда KWS.

Більше Більше

Насіння на заміну насіннєвій картоплі

На кону стоїть щось по-справжньому велике – це майбутнє картоплі, яка є одним з найважливіших продуктів харчування. Тільки в Німеччині споживання картоплі складає близько 60 кілограмів у рік на одну людину, а в Латвії – в двічі більше. Однак генетична структура картоплі ускладнює селекційні процеси. Щоб змінити ситуацію, KWS об’єднала зусилля з американською компанією Simplot, сімейним підприємством та провідною світовою компанією з переробки сільськогосподарської продукції.

Більше Більше