Сибирская наука в очередной раз доказывает, что будущее сельского хозяйства — в умной селекции. Красноярские ученые нашли решение проблемы фузариоза овса.
Овес является стратегически важной культурой для российского агропромышленного комплекса. Он служит основой для производства продуктов диетического и детского питания, а также высокоценных кормов. Однако реализация потенциала урожайности этой культуры ограничена из-за высокой вредоносности корневых гнилей, вызываемых грибами рода Fusarium. Поражая корневую систему и основание стебля, патоген вызывает гибель растений, что ведет к значительным потерям зерна.
Традиционные методы борьбы с фузариозом опираются на интенсивное применение фунгицидов. Это не только повышает себестоимость продукции, но и увеличивает экологическую нагрузку на агроландшафты. В связи с этим приоритетным направлением современной селекции является создание сортов, обладающих природной генетической устойчивостью к патогенам.
Ученые Красноярского научного центра СО РАН разработали комплекс методов экспресс-диагностики, позволяющий в лабораторных условиях оперативно оценивать устойчивость селекционных линий к воздействию грибов Fusarium. В ходе масштабных исследований была выделена перспективная линия ярового овса — Б-70.
Главная особенность линии Б-70 заключается в её уникальной способности сохранять высокую продуктивность даже в условиях наиболее агрессивных штаммов. Внедрение таких устойчивых форм в производство позволит:
минимизировать потери урожая зерновых;существенно сократить объемы использования фунгицидов;повысить экологическую чистоту готовой продукции.Научное обоснование и результаты исследования представлены в журнале «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки».
Для ускорения селекционного процесса исследователи применили современные биотехнологические методы. Работа с клетками растений в контролируемых лабораторных условиях на питательных средах позволяет отбирать перспективные линии в разы быстрее, чем при классических полевых испытаниях.
Эксперимент проходил в два этапа:
Клеточная селекция «в пробирке»: В чашках Петри ученые вырастили клеточные культуры овса, после чего подвергли их воздействию токсинов гриба Fusarium poae. В течение месяца специалисты наблюдали за реакцией тканей: жизнеспособные линии, сохранившие темпы роста в агрессивной среде, фиксировались как потенциально устойчивые, в то время как чувствительные образцы погибали.Стресс-тест для проростков: Параллельно оценивалась способность молодых растений справляться с фотосинтезом в условиях сильного заражения. Семена высевали в почву, и через три дня после появления всходов в землю вносили концентрированную суспензию спор гриба, имитируя мощную природную вспышку инфекции.Комплексный подход позволил выявить уникальную линию ярового овса — Б-70. Она продемонстрировала высокую продуктивность даже при критическом уровне токсинов патогена, а также показала самую высокую способность формировать зачатки стеблей в толще растущих на питательной среде массы клеток. То есть, даже в стрессовых условиях данное растение сохраняет способность к восстановлению и нормальному развитию. В полевых испытаниях по урожайности и массе зерна линия Б-70 оказалась как минимум не хуже стандарта, а по количеству стеблей, которые дали полноценные колосья с зерном — даже лучше.
«Линия Б-70 показала высокую клеточную устойчивость к корневым гнилям в клеточной культуре. Даже при сильном заражении грибом, клетки этой линии продолжали расти в отличие от стандартного сорта овса, у которого этот процесс ослаб. Кроме того, эта линия имеет высокую продуктивность и не уступает по урожайности лучшим существующим сортам. Использование таких устойчивых линий позволит создавать сорта овса с генетической защитой от фузариоза, что снизит потребность в частых химических обработках пестицидами и в дальнейшем снизит себестоимость возделывания», — заключила Светлана Луговцова, старший научный сотрудник лаборатории физиологии и биотехнологии Красноярского научно-исследовательского института сельского хозяйства.
Источник: Красноярский научный центр СО РАН в социальной сети ВК.