В исследовании, опубликованном сегодня в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователями из Университета штата Орегон, Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США и пяти других учреждений, делается вывод о том, что Phytophthora infestans возникла в этой долине и эволюционировала вместе с картофелем более сотен, а может и нескольких. тысячу лет, а затем неоднократно распространился по большей части мира.
Ученые говорят, что знание происхождения патогена — это больше, чем просто заполнение нескольких фактов из истории сельского хозяйства.
Это открывает новые возможности для обнаружения генов устойчивости и помогает объяснить механизмы повторного возникновения этого заболевания, которое и по сей день остается самым дорогостоящим патогеном картофеля в мире.
Фитофтороз картофеля продолжает оставаться серьезной угрозой для глобальной продовольственной безопасности, и на борьбу с ним тратится не менее 6 миллиардов долларов в год, в основном из-за стоимости фунгицидов и значительных потерь урожая.
Но P. infestans в настоящее время является одним из немногих патогенов растений в мире с хорошо изученным центром происхождения.
«Это чрезвычайно важно», — сказал Никлаус Грюнвальд, любезный профессор кафедры ботаники и патологии растений Колледжа сельскохозяйственных наук Университета штата Орегон, исследователь Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США и ведущий автор исследования.
«Это просто хрестоматийный пример центра происхождения патогена, и это настоящее удовольствие», — сказал Грюнвальд. "Я не могу вспомнить другую систему, которую так хорошо понимают.
Это должно позволить нам значительно продвинуться в поиске дополнительных генов, обеспечивающих устойчивость к P. Infestans."
По словам ученых, поиск способов генетической защиты от фитофтороза картофеля может помочь сократить использование фунгицидов, а также связанные с ними расходы и экологические проблемы.
Существовали конкурирующие теории о том, где P. infestans, возможно, эволюционировали, и ведущими кандидатами были долина Толука возле Мехико или районы в Южной Америке, где сам картофель фактически появился тысячи лет назад.
Технология секвенирования генов, используемая этой исследовательской группой, помогла определить долину Толука как исконную горячую точку. P. Патоген infestans эволюционировал здесь сотни лет назад вместе с растениями, которые были дальними родственниками современного картофеля, который давал клубни, но чаще считался сорняком, чем овощной культурой.
По словам Грюнвальда, сегодня вновь подтвержденный дом этого патогена ждет исследователей почти как огромная естественная лаборатория. Поскольку различные сорта картофеля, растения и патогены эволюционировали здесь на протяжении сотен лет, это дает одни из лучших надежд на открытие генов, обеспечивающих определенный тип устойчивости.
Наряду с другими основными продуктами питания, такими как кукуруза, рис и пшеница, картофель составляет значительную часть рациона современного человека.
В недавнем отчете Организации Объединенных Наций указано, что каждый человек на Земле съедает в среднем более 70 фунтов картофеля в год. Картофель содержит ряд витаминов, минералов, фитохимических веществ, клетчатку и — для голодного населения — необходимые калории.
Считается, что картофель был впервые одомашнен более 7000 лет назад в некоторых частях нынешнего Перу и Боливии, а в Европу его завезли испанские исследователи в конце 1500-х годов.
Дешевая и обильная культура, которую можно выращивать во многих местах, способность увеличивать производство продуктов питания с помощью картофеля в конечном итоге способствовала росту населения Европы в 1800-х годах.
Но то, что предоставил Новый Свет, он также отнял — в виде эпидемии фитофтороза картофеля, которая возникла в Мексике, вызвала множественные неурожаи и, среди прочего, привела к картофельному голоду в Ирландии, начавшемуся в 1845 году. Прежде чем он закончился, 1 миллион человек умер, а еще 1 миллион эмигрировал, многие в США.S.
Этот голод усугублялся отсутствием разнообразия картофеля, так как некоторые из его сортов, наиболее уязвимые к P. infestans также были разновидностями, наиболее широко культивируемыми.
