Результаты нового исследования Канзасского государственного университета помогут в поиске новых решений, которые можно использовать фермерам в технологии защиты пшеницы от послевсходовых сорняков.
Исследования показывают, что при отсутствии контроля сорной растительности урожайность может снизиться на 10-50%и в зависимости от плотности сорняков и того, как долго они присутствуют на поле. Помимо того, что сорняки вытесняют пшеницу по мере ее роста, их наличие усложнит уборку урожая, если потребуется опрыскивание перед уборкой.
В частности, производители пшеницы в США имеют доступ к двум технологиям производства, специально предназначенным для борьбы с сорняками: сортам пшеницы, возделываемым по системе Clearfield, которые сочетаются с применением гербицида Altitude FX 3, и сортам пшеницы CoAXium, которые сочетаются с гербицидом Aggressor AX. Эти две системы выращивания пшеницы являются мощными, но Митхила Джугулам, возглавляющая лабораторию физиологии сорняков в Департаменте агрономии штата Канзас, отметила важность исследования следующих шагов в борьбе с сорняками на пшенице, чтобы иметь возможность предоставлять дополнительные возможности производителям пшеницы.
«Наличие у пшеницы устойчивости к гербицидам, ингибиторам ALS и ACCase, является значительным передовым шагом, открывающим возможность борьбы со злаковыми и широколиственными сорняками. Тем не менее, только этих двух технологий никогда не будет достаточно для решения всех послевсходовых проблем борьбы с сорняками на пшенице. Таким образом, разработка новых методов и инструментов должна быть постоянной», - пояснила ученая.
Чтобы найти новые решения по борьбе с сорняками Джугулам объединился с доктором Асифом Мохмадом, главным научным сотрудником Heartland Plant Innovations, и доктором Гарольдом Триком, молекулярным биологом растений с более чем 35-летним опытом генетической трансформации растений. Ученые и их исследовательские группы стремились оценить устойчивость зародышевой плазмы пшеницы к дополнительным гербицидам, которые можно использовать для послевсходовой борьбы с сорняками на пшенице. Их первоначальное внимание было сосредоточено на толерантности к селективным гербицидам Лаудис (д.в. темботрион) и Каллисто (д.в. мезотрион), оба из которых, как было показано, эффективно и действенно контролируют виды широколиственных и злаковых сорняков, но ни один из них в настоящее время не зарегистрирован для использования на пшенице ни до, ни после появления всходов.
При поддержке профильных ведомств трехлетний исследовательский проект оценивал существующие сорта, экспериментальные линии, диких родственников пшеницы и мутантные линии на устойчивость гербицидов к этим двум активным ингредиентам. Большая коллекция зародышевой плазмы, представляющей озимую и яровую пшеницу, а также мутантные линии, была проверена на их реакцию в тепличных условиях. По гербицидным симптомам, накоплению растительной биомассы выделены наименее и наиболее чувствительные генотипы пшеницы.
На начальном этапе исследования были ранжированы сорта и определены генотипы озимой пшеницы, разработанные Канзасским альянсом по пшенице, причем генотипы, которым присвоили наименования WW-1 и WW-2 соответственно были наименее чувствительными по сравнению с наиболее чувствительным генотипом WW-24, и демонстрировали устойчивость более чем в шесть раз превышающую рекомендованные полевые нормы этих гербицидов.
В тоже время яровая пшеница оказалась высокочувствительной к этим гербицидам. Также ученые протестировали механизм дифференциальной чувствительности к двум видам действующих веществ гербицидам.
Результаты показывают, что, подобно кукурузе, для которой свойственна устойчивость к темботриону и мезотриону, генотипы пшеницы WW-1 и WW-2 могут расщеплять данные д.в. до нетоксичной формы за счет активности определенных ферментов, разлагающих гербициды. Конечная цель этого обширного исследования состоит в том, чтобы точно определить, какие гены помогают обеспечить устойчивость к этим гербицидам.
Кроме того, команда также изучает системы редактирования на основе CRISPR, чтобы проложить путь к созданию новых устойчивых к гербицидам сортов пшеницы. У этих потенциально новых линий устойчивой к гербицидам пшеницы еще много времени, прежде чем они появятся в каталоге семян, которые производители смогут купить и посеять. Однако правильная подготовка основы приведет к созданию еще более мощных и целенаправленных инструментов защиты урожая сельхозпроизводителями.
По словам ученых, наличие различных вариантов гербицидной защиты в борьбе с сорняками полностью оправдано, особенно на фоне развития резистентности к гербицидам у многих основных сорняков в современном сельском хозяйстве. За счет селекции новых сортов и гибридов устойчивость пшеницы к гербицидам поможет послевсходовому контролю широкого спектра сорняков в течение всего посевного сезона, тем самым снижая потери урожая из-за конкуренции зерновых и сорной растительностью и тем самым повышая продуктивность.
Больше интересной информации - на портале "ГлавАгроном"