Целый ряд докладов на международной конференции «Генетика, геномика, биоинформатика и биотехнология растений» (PlantGen2021), прошедшей в Новосибирске, был посвящен новым способам защиты этой культуры от разных угроз и рисков.
Гузель Бурханова (Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН) рассказала о способах индуцирования картофелю устойчивости к вирусам с помощью эндофитных бактерии Bacillus. Первые испытания, проведенные в ходе исследования, показали, что после обработки растения суспензией бактериальных клеток, в нем происходило снижение содержания вирусной РНК и рост активности ряда защитных белков и ферментов. Поскольку использование разных бактериальных штаммов дает различный эффект по отношению к тем или иным типам вирусов, поражающих растения картофеля, докладчик отметила, что оптимальным будет создание композиционных препаратов для борьбы с вирусными инфекциями.
Одним из современных способов паспортизации сортов сельскохозяйственных культур является SSR-генотипирование. С его помощью выделяют информативные молекулярные маркеры, которые позволяют получить индивидуальную характеристику сорта или генотипа, т.н. ДНК-профиль. Наличие этого профиля позволяет проводить дальнейшую селекционную работу более быстро и целенаправленно. Диляра Гриценко (Институт биологии и биотехнологии растений, Алматы, Казахстан) представила на конференции результаты ССР профилирования устойчивых к патогенам сортов картофеля. Конечно, данное исследование проводилось с упором на сорта казахстанской селекции, ориентированные на рынок этой страны. Но сам опыт, полученный при его проведении, имеет более универсальный характер и вполне может быть использован другими учеными, в том числе и российскими.
Болезнями и вредителями угрозы для картофеля не исчерпываются. Известно, что, испытав воздействие низких температур (обычно во время хранения собранного урожая), картошка приобретает сладкий привкус, который мало кому нравится. Этот процесс называется холодовым осахариванием, когда из крахмала образуются простые сахара, например, глюкоза. При дальнейшей термической обработке клубней, например, в процессе приготовления чипсов, картофеля фри эти сахара реагируют с аминокислотами, что вызывает потемнение и уже горький привкус, еще больше снижающие потребительские характеристики корнеплодов.
Традиционные методы профилактики холодового осахаривания обычно сводятся к специальному оборудованию мест хранения, они влекут дополнительные затраты и далеко не всегда помогают. Анастасия Егорова (Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск) своем докладе показала, как эту задачу помогают решить современные генетические технологии.
«Мы использовали две стратегии. Первая – это «выключение» гена, который запускает процесс превращения сахарозы в глюкозу и фруктозу. Эксперименты показывают, что это в значительной мере снижает интенсивность холодового осахаривания у растений. И сейчас мы проводим аналогичную работу с популярными российскими сортами картофеля. Вторая стратегия – введение в селекцию диких видов картофеля, уже устойчивых к осахариванию», — рассказала она.
Главной проблемой для реализации второй стратегии является высокое содержание токсичных для человека стероидных гликоалкалоидов в корнеплодах таких диких сортов. Однако ученые выделили ген-кандидат, отвечающий за накопление этих гликоалкалоидов, и теперь намерены его «выключить», сохранив при этом устойчивость растения к осахариванию.
Как отмечает исследовательница, это параллельные стратегии, и в дальнейшем, в случае успешного завершения работ по обоим направлениям, селекционеры получат сразу два метода создания сортов, устойчивых к холодовому осахариванию.
