На экспериментальной станции Санджая Раджарама в Толуке, входящей в состав CIMMYT, достижения в области геномики, ускоренной селекции, устойчивости к болезням, физиологии и агрономии помогают ученым прогнозировать возникающие угрозы и разрабатывать решения для фермеров, выращивающих пшеницу в Мексике и по всему миру.
Производство пшеницы сталкивается со все более сложными проблемами. Болезни продолжают развиваться, а засуха, жара, нехватка воды, засоление почв, растущие производственные затраты и меняющиеся требования к качеству создают трудности для фермеров и цепочек создания стоимости пшеницы в разных регионах. Поскольку разработка новых источников устойчивости и более адаптированных сортов требует многолетних непрерывных исследований, защита будущих урожаев зависит от поддержания научного потенциала для прогнозирования рисков и разработки решений до того, как они станут критическими.
Эта задача легла в основу Дня полевых исследований пшеницы CIMMYT, проходившего на экспериментальной станции Санджая Раджарама в Толуке, Мексика, под девизом «Защита пшеницы от болезней в будущем: ускорение повышения устойчивости к заболеваниям для обеспечения глобальной продовольственной безопасности». Ученые, фермеры, представители правительства, посольства, инвесторы, агропродовольственные компании и партнеры по исследованиям собрались, чтобы узнать, как исследования, проводимые в Мексике, способствуют более широким научным усилиям по защите производства пшеницы.
В течение дня участники изучали, как генетическое разнообразие, геномная предварительная селекция, ускоренная селекция, улучшение мягкой и твердой пшеницы, устойчивость к болезням, физиология и устойчивая агрономия взаимосвязаны в непрерывном процессе инноваций.
Историческая станция CIMMYT была официально переименована в «Centro Experimental Sanjaya Rajaram» в 2021–2022 годах в честь выдающегося ученого, директора Всемирной пшеничной программы и лауреата Всемирной продовольственной премии Санджая Раджарама. Она расположена недалеко от города Толука, примерно в 60 км от Мехико.
Связь генетического разнообразия с будущими сортами пшеницы
В CIMMYT хранится около 120 000 образцов пшеницы, что обеспечивает генетическое разнообразие, которое исследователи могут изучать для выявления характеристик, связанных с устойчивостью к болезням, засухе и жаре, эффективностью использования питательных веществ и другими приоритетными направлениями селекции.
Геномная предселекция помогает выявлять и переносить полезные характеристики из разнообразного генетического материала в зародышевую плазму, которую могут использовать селекционные программы. В настоящее время приоритетными задачами являются устойчивость к ржавчине, фузариозу колоса, пирикуляриозу пшеницы и септориозу, а также агрономические и физиологические характеристики, которые могут улучшить урожайность.
В Толуке в условиях контролируемой среды ускоряется переход от одного поколения к другому за счет длительного светового дня, регулируемой температуры, густой посадки и ранней уборки семян. Отобранные образцы затем возвращаются в поле для оценки целевых характеристик, агрономических показателей и урожайности зерна. В совокупности эти подходы помогают сократить циклы селекции с 5 до 3 лет и уменьшить время, необходимое для продвижения перспективного генетического материала по пути улучшения.
Прогнозирование угроз заболеваний пшеницы
Экспериментальная станция Санджая Раджарама играет стратегическую роль в исследованиях болезней пшеницы. Толука предоставляет условия для оценки устойчивости материалов к таким заболеваниям, как желтая ржавчина, септориоз и фузариоз колоса, что позволяет ученым выявлять и комбинировать новые источники устойчивости.
Поскольку патогены пшеницы продолжают эволюционировать, устойчивость к ним требует постоянной оценки, характеристики заболевания и доступа к генетическому разнообразию. Исследования в Толуке связаны с международными испытательными полигонами и национальными селекционными программами. В рамках глобальной сети CIMMYT ежегодно оценивается более 100 000 перспективных линий пшеницы, что позволяет тестировать перспективные материалы в различных условиях и обмениваться знаниями и генетическим материалом с партнерами.
Эти возможности также могут укрепить системы эпидемиологического надзора и раннего предупреждения. Сочетание полевых наблюдений, характеристики заболеваний, международных исследовательских сетей и источников генетической устойчивости может помочь странам выявлять возникающие угрозы и готовить ответные меры до того, как вспышки заболевания поставят под угрозу производство и продовольственную безопасность.
Агронаука во всей производственной системе
В рамках Дня поля также были освещены исследования того, как пшеница использует воду, свет и питательные вещества, а также как генетические улучшения проявляют себя в различных системах производства. Например, исследования по ингибированию биологической нитрификации изучают способность пшеницы влиять на превращения азота в почве, что потенциально может иметь значение для повышения эффективности использования азота и снижения потерь.
Работа над хлебной мягкой пшеницей, твердой пшеницей и тритикале также связывает генетическое улучшение с качеством, переработкой и агропродовольственными цепочками создания стоимости, включая исследования, имеющие отношение к глобальным цепочкам производства макаронных изделий и системам молочного производства.
От научных исследований к фермерам
Научный прогресс доходит до фермеров благодаря региональной оценке и проверке, сотрудничеству с национальными научно-исследовательскими учреждениями и эффективным государственным и частным системам размножения семян. Учреждения по защите растений, производители и агропродовольственная отрасль также помогают связать исследования с производственными потребностями, требованиями к качеству и рынками.
Из штаб-квартиры CIMMYT в штате Мехико (Эль-Батан, муниципалитет Тескоко) и экспериментальных станций, таких как Толука, исследования, проводимые в Мексике, взаимодействуют с национальными учреждениями и глобальной сетью программ исследований и селекции пшеницы. Поддержание этого потенциала требует долгосрочного сотрудничества и инвестиций в генетический материал, инфраструктуру, специализированные научные группы и сети оценки.
Для Мексики и других стран-производителей пшеницы эти возможности предоставляют платформу для сотрудничества в области исследований, здоровья растений и приоритетов в сфере продовольственной безопасности. Благодаря глобальным сетям CIMMYT, генетический материал, знания, методологии и инструменты, разработанные в Мексике, могут быть распространены как глобальное общественное благо, расширяя их ценность для фермеров и продовольственных систем в разных регионах.
Научные данные, представленные в Толуке, демонстрируют, как последовательные исследования могут сократить время между выявлением угрозы и разработкой ответных мер, одновременно укрепляя потенциал стран по защите производства пшеницы. Поскольку давление на эту культуру продолжает меняться, поддержание этого научного потенциала будет иметь решающее значение для будущего пшеницы и глобальной продовольственной безопасности.
Источник: CIMMYT. Автор: Франциско Аларкон, руководитель отдела коммуникаций CIMMYT в Латинской Америке.