Итальянские ученые из Национального исследовательского совета (CNR-IBBA) предложили программу для развития рясководства: доступность геномных ресурсов для понимания генетической основы ключевых агрономических признаков; разработка протоколов индукции цветения и скрещивания; разработка эффективных методов генетической трансформации и регенерации растений, направленных на разработку стратегий отбора и селекции. Они подчеркивают важность коллекций генофонда ряски, включая образцы из широкого географического и экологического диапазона, как важнейшего ресурса для решения проблемы разнообразия ряски и поддержки как фундаментальных исследований, так и агрономических применений.
Растущее население мира, экстремальные сезонные явления, вызванные изменением климата, и потеря пахотных земель представляют собой угрозу для сельского хозяйства и глобальной продовольственной безопасности. Среди прочего, разработка новых культур стала многообещающим подходом, открывающим новую эру одомашнивания.
Человечество до сих пор полагается на несколько весьма успешных видов сельскохозяйственных культур, независимо одомашненных на разных континентах, начиная примерно с 10 000 лет назад, что привело к появлению тысяч существующих сортов, которые люди адаптировали к широкому спектру условий окружающей среды посредством селекционной работы.
Семейство водных растений Lemnaceae, Рясковые, обычно называемое ряской или в маркетинге «водяной чечевицей, обладает исключительным потенциалом в качестве новой сельскохозяйственной культуры благодаря множеству применений: в качестве альтернативного источника белка для производства кормов и продуктов питания, в качестве производителя крахмала для возобновляемого биотоплива, а также предоставляет ценные экосистемные услуги.
Высокая продуктивность биомассы, способность расти в широком диапазоне условий окружающей среды, отсутствие необходимости в пахотных землях и способность к рециркуляции питательных веществ из сточных вод соответствуют критериям будущих устойчивых сельскохозяйственных культур.
Семейство Lemnaceae — это небольшое семейство растений, включающее пока еще неопределенное количество видов и гибридов с в значительной степени неизученным генетическим разнообразием из-за своей таксономической сложности.
Это космополитное водное однодольное растение, обитающее в пресноводных системах по всему миру. В благоприятных эвтрофных условиях большинство видов могут быстро покрыть поверхность всего водоема за несколько дней путем бесполого размножения. Тем не менее, учитывая значительный экономический потенциал этих растений, такая высокая скорость роста может рассматриваться как благоприятное свойство для продуктивности.
Благодаря оптимальному аминокислотному профилю и высокому содержанию витаминов, ряска подходит в качестве альтернативного источника белка для питания человека и животных.
Ряску можно выращивать на мелководье с минимальным внесением питательных веществ, в различных масштабах и системах (закрытых или открытых, в помещении или на открытом воздухе), в зависимости от предполагаемого применения (например, производство кормов или продуктов питания). Небольшие установки для выращивания даже предлагались в качестве биорегенеративных систем жизнеобеспечения для космических миссий.
Высокая скорость роста ряски обеспечивает первое важное свойство культуры — высокую урожайность биомассы, которая может сочетаться с рециркуляцией питательных веществ из агропромышленных сточных вод.
Наряду с другими пресноводными водными макрофитами, широко выращиваемыми в Южной и Юго-Восточной Азии, ряска традиционно использовалась в пищу — особенно в Таиланде — и в качестве корма для рыбы и птицы в различных регионах.
Создание контролируемых методов выращивания представляет собой первый шаг к одомашниванию ряски, процессу искусственного отбора растений для повышения их пригодности для нужд человека.
Эра коммерческого производства ряски уже началась, и все больше компаний в нескольких странах продают съедобные продукты — в основном как высокоценные «суперфуды», обогащенные витамином B12 и флавоноидами, или как пищевые добавки в виде сухих белковых концентратов.
Однако культивирование по-прежнему ограничено лишь несколькими видами в родах Lemna L. и Wolffia Horkel ex Schleid., часто с ограниченным или полным отсутствием генотипического отбора.
Ключевые аспекты одомашнивания включают таксономическую сложность, затрудняющую определение границ видов; ограниченную доступность геномных ресурсов; и ограниченные знания о половом размножении и стратегиях спаривания.
Хотя общепринятое название «ряска» часто используется в единственном числе, оно относится не к одному виду или даже одному роду, а к целому, хотя и небольшому, семейству растений, Lemnaceae из пяти родов.
Таксономическая сложность семейства Lemnaceae и трудности в отнесении диких экземпляров к соответствующим видам могут поставить под угрозу успешную одомашнивание и селекцию растений, принадлежащих к разным таксонам, если их систематическое положение и взаимоотношения не определены должным образом.
И наконец, что не менее важно, при работе с пищевыми растениями могут возникать юридические проблемы, поскольку местные правила разрешают продажу только определенных видов, что делает важным однозначное определение каждого культивируемого клона ряски на видовом уровне.
В Европейском Союзе только четыре вида, а именно Lemna minor L., L. gibba L. , Wolffia arrhiza (L.) Horkel ex Wimm. и W. globosa (Roxb.) Hartog and Plas, были одобрены соответствующими органами в качестве пищевых продуктов для человека.
До тех пор, пока не будет продемонстрирована существенная эквивалентность других видов ряски, производителям необходимо иметь возможность проверять видовую принадлежность.
Таким образом предстоит огромная работа по одомашниванию и селекции Рясковых. К счастью, современным ученым помогает наличие замечательного ресурса генетического материала, наследия профессора Элиаса Ландольта.
Семейство Lemnaceae, как говорилось выше, включает несколько видов в пяти родах. Линней назвал первые пять видов, только те, которые существовали в Европе в его время, под родом Lemna.
Со временем другие ботаники описали множество других видов. Элиас Ландольт (1926–2013), самый выдающийся исследователь семейства Lemnaceae прошлого века и автор двухтомной монографии об этом семействе растений, добавил к списку последние одиннадцать новых видов, два из которых, L. ecuadoriensis Landolt и L. yungensis Landolt, впоследствии были синонимизированы с другими видами.
Благодаря обширной таксономической работе Ландольта и его сотрудничеству с другими таксономистами, которые познакомили его с использованием молекулярных маркеров, на момент его смерти число признанных видов составляло 37, классифицированных по пяти родам: Landoltia Les and Crawford, Lemna L., Spirodela Schleid., Wolffia Horkel ex Schleid. и Wolffiella Hegelm.
Источник: Plants 2026, doi.org/10.3390/plants15030345