Для картофелеводческого сектора Нидерландов выпустили экстренное предупреждение: фермерам, выращивающим сверхстойкие сорта картофеля из «Группы F», предписано срочно провести первую химическую обработку фунгицидами. Это решение, принятое специальной голландской рабочей группой по фитофторозу, направлено на спасение не самих посадок, а уникального гена устойчивости. Факт заражения картофеля «Группы F» означает одно: в регионе появился новый, вирулентный мутант патогена.
Как микроскопическому грибоподобному организму удается раз за разом побеждать передовую науку и почему даже самые «бронированные» сорта требуют агрохимической защиты?
В селекции картофеля существует международная классификация сортов по уровню их устойчивости к фитофторозу (от самых уязвимых до максимально защищенных). «Группа F» — это элита современной селекции. К ней относятся новейшие сорта, в ДНК которых ученые внесли (путем скрещивания с дикими родичами или методами цисгенеза) несколько сильных генов устойчивости (R-генов).
Обычно R-ген работает как высокоточная система распознавания «свой-чужой». Когда спора фитофторы попадает на лист такого картофеля, растение мгновенно распознает белки-маркеры шпиона (так называемые эффекторы). Включается механизм локального иммунного ответа (сверхчувствительность): клетки вокруг очага заражения намеренно совершают «самоубийство», лишая патоген питания и запирая его в мертвой зоне. Растение остается здоровым без использования фунгицидов.
Однако фитофтороз (Phytophthora infestans) представляет собой эволюционный суперкомпьютер. Он обладает невероятной пластичностью генома.
Преодоление устойчивости сортов происходит по классическому сценарию биологической гонки вооружений. Микроорганизм постоянно размножается миллиардами спор. Стоит одной-единственной споре случайно мутировать так, чтобы изменить структуру своего белка-эффектора, и картофель «Группы F» перестает её узнавать. Система распознавания дает сбой — «шпион» заходит в дом незамеченным. На поле, где растет только устойчивый картофель, обычные штаммы фитофторы погибают. Но этот единственный мутант выживает и оказывается в условиях без конкурентов. Он стремительно размножается, формируя новую вирулентную линию патогена и заражает соседние поля с аналогичным сортом. Ген устойчивости, над внедрением которого селекционеры работали десятилетиями, становится бесполезным для данного региона. Поэтому фунгицидная обработка необходима, чтобы уничтожить первые проявившиеся очаги нового вирулентного штамма.
Современное картофелеводство уходит от иллюзии, что можно создать сорт с «вечной» устойчивостью. Генетика и агрохимия должны работать в паре: генетика держит основной удар, позволяя снизить количество обработок, а фунгицид страхует сорт в моменты критических мутаций врага.