Новое исследование ставит под сомнение общепринятую теорию о том, что разрушительный патоген фитофтороза картофеля Phytophthora infestans возник в Мексике. Исследователи тщательно реконструировали историю его глобальной миграции и обнаружили, что он, вероятно, возник в южноамериканских Андах, прежде чем распространиться по всему миру. Это исследование дает важные сведения об эволюционном пути патогена, что имеет решающее значение для разработки лучших стратегий борьбы.
Фитопатоген P. infestans печально известен тем, что стал причиной ирландского картофельного голода в 19 веке, и по сей день остается серьезной угрозой для картофельных культур во всем мире. Понимание его миграции и генетического разнообразия является ключом к борьбе с его распространением. Сосредоточившись на отслеживании миграции патогена в Колумбию, исследователи использовали передовые статистические методы для реконструкции вероятных путей миграции, проанализировав генотипические данные 1706 изолятов, собранных по всему миру.
Эволюция новых вариантов фитопатогенов является одной из самых больших проблем в контроле и управлении болезнями растений. Из сил, движущих этими эволюционными процессами, глобальные миграционные события особенно важны для широко распространенных заболеваний, таких как фитофтороз картофеля, вызываемый оомицетом Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. Однако мало что известно о путях его миграции за пределами Северной Америки и Европы.
Ученые из Института Бойса Томпсона использовали генотипические данные из популяционных исследований для выяснения истории миграции, от которой произошла колумбийская популяция P. infestans. Для этой цели был собран набор данных из 1706 генотипов P. infestans, представляющих Северную и Южную Америку, Европу и Азию. Описательный анализ и исторические записи из Северной Америки и Европы были использованы для предложения трех глобальных миграционных гипотез, различающихся по происхождению заболевания (Мексика или Перу) и гипотезы о том, что оно вернулось в Южную Америку из Европы. Эти сценарии были проверены с помощью приближенных байесовских вычислений.
По результатам, ученые пришли к выводу, что патоген фитофторы P. infestans возник в Перу, а затем мигрировал на север в Колумбию и Мексику, а затем распространился в США, Европу и Азию. Это контрастирует с более ранними теориями, предполагавшими мексиканское происхождение с последующим распространением в Южную Америку. Интересно, что исследование не нашло никаких доказательств возвращения патогена на север Южной Америки после этих миграций.
«Хотя нынешняя колумбийская популяция произошла из Перу, очевидное отсутствие повторных завозов из соседних стран предполагает, что внутренние миграции могут быть более распространены. За этим следует тщательно следить, чтобы предотвратить распространение новых штаммов, которые могут усложнить борьбу с фитофторозом», - отмечает Камило Патарройо, первый автор исследования, опубликованного в журнале Phytopathology.
Исследователи также подчеркивают важность международного сотрудничества в отслеживании и контроле P. infestans, приводят в пример такие организации, как EuroBlight, USABlight и Tizón Latino.
Одним из выдающихся результатов стал сильный географический сигнал, наблюдаемый в генетических данных патогена, что подтверждает гипотезу о редких, значительных миграционных событиях, а не о непрерывных, мелкомасштабных перемещениях. Это понимание имеет значение для разработки целевых мер контроля, которые направлены на предотвращение этих редких, но эффективных миграций.
Понимая исторические закономерности миграции P. infestans, ученые и фермеры могут лучше предсказывать и предотвращать будущие вспышки. Эти знания также помогают в выведении более устойчивых сортов картофеля, что в конечном итоге способствует глобальной продовольственной безопасности.
Сильвия Рестрепо, ведущий автор исследования и президент Института Бойса Томпсона, заявила: «Наша работа не только раскрывает прошлые миграции P. infestans, но и предоставляет основу для прогнозирования его будущих перемещений. Это имеет важное значение для глобальных усилий по защите урожая картофеля от этой постоянной угрозы».
Это исследование демонстрирует, как исторические данные в сочетании с современным генетическим анализом могут пролить свет на пути распространения одного из самых известных патогенов сельского хозяйства. Результаты прокладывают путь к улучшению стратегий управления фитофторозом, гарантируя более безопасное будущее для выращивания картофеля во всем мире.
Источник: Boyce Thompson Institute.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.
