Сегодня подсолнухи выращивают более чем в 70 странах мира. Стоимость мирового урожая подсолнечника оценивается более чем в 20 миллиардов долларов.Но пятая по величине масличная культура в мире сталкивается с генетической проблемой. Поскольку подсолнечник был одомашнен, селекционеры выбрали такие характеристики, как более высокая урожайность и одинаковая высота.
Со временем другие желательные качества, такие как устойчивость к конкретным вредителям, были утрачены. Ежегодно болезни, сорняки и насекомые, по оценкам, приносят более 1,3 миллиарда долларов убытков производителям подсолнечника.Один из способов, которым селекционеры могут снизить уязвимость сельскохозяйственных культур, — это разведение их с дикими родственниками.
Министерство сельского хозяйства США поддерживает самую большую в мире коллекцию диких сородичей подсолнечника. Недавнее исследование подчеркивает важность лучшего аннотирования богатства генетической информации в этой огромной коллекции.«Думайте о диких родственниках сельскохозяйственных культур как о« предках »сельскохозяйственных культур», — говорит Джеральд Зайлер, исследователь Министерства сельского хозяйства США и ведущий автор исследования. «Это похоже на семейную генеалогию, но для растений у нас есть возможность сохранить« предков »в коллекциях для текущего и будущего использования».Эти дикие родственники являются жизненно важными ресурсами для селекционеров.
В дикой природе виды эволюционируют вместе с местными болезнями и насекомыми. Они приспосабливаются к различным стрессам окружающей среды, таким как засуха. Дикие растения сохраняют гены, необходимые для противодействия вредителям и выживания в различных средах.
«Дикие сородичи сельскохозяйственных культур являются неотъемлемой частью подсолнечника», — говорит Зайлер. «Они обладают чертами диких предков. Эти черты могут поддерживать урожайность сельскохозяйственных культур, которая постоянно подвергается угрозе со стороны вредителей и окружающей среды».Исследователи могут разводить сорта культурного подсолнечника с дикими сородичами. Затем они могут выбрать гибридные растения с желаемыми признаками, такими как устойчивость к болезням.
Но по мере роста населения мира и изменения структуры землепользования несколько родственников подсолнечника могут оказаться перед угрозой исчезновения. Поэтому крайне важно, чтобы исследователи сохранили их, пока они еще доступны.Но просто сохранить диких сородичей недостаточно. Чтобы наилучшим образом использовать коллекции, исследователям необходима подробная информация об их генетическом разнообразии. «Наличие легко доступной информации о множестве генетических признаков в коллекциях жизненно важно, — говорит Зайлер. «Это дает исследователям возможность проявлять инициативу, а не реагировать».
Исследователи активно использовали диких сородичей подсолнечника во многих отношениях. Они создали культурные сорта, устойчивые к таким заболеваниям, как мучнистая роса и ржавчина подсолнечника. Селекционеры также могут создавать сорта подсолнечника, способные расти в неблагоприятных условиях.
По словам Зайлера, новые методы в генетике и молекулярной биологии делают жизненно важным получение дополнительных сведений о генетическом разнообразии коллекций диких родственников. «Эта генетическая информация и новые молекулярные инструменты могут очень помочь», — говорит он. «Мы можем стать более эффективными и точными в том, как мы отбираем по конкретным признакам. Мы также можем улучшить то, как мы переносим гены в сорта сельскохозяйственных культур».Подсолнечник занимает пятое место среди сельскохозяйственных культур, важных для глобальной продовольственной безопасности, по использованию свойств диких сородичей. По оценкам исследователей, дикие родственники ежегодно вносят от 267 до 384 миллионов долларов в стоимость мирового урожая подсолнечника.
«Сохранение генетического разнообразия — ключ к устойчивому сельскому хозяйству», — говорит Зайлер. «Это жизненно важно для того, чтобы накормить постоянно увеличивающееся население мира». Возбудители болезней и вредители постоянно развиваются.
Исследователям потребуется помощь диких родственников, чтобы вывести новые сорта подсолнечника, которые смогут процветать в постоянно меняющемся мире.«Родственники подсолнечника в нашей коллекции готовы к любым вызовам, с которыми может столкнуться производство подсолнечника, сейчас и в будущем», — говорит Зайлер.