Быстро эволюционирующий патоген из Европы может стать гибелью для урожая картофеля в Индии — важнейшей продовольственной культуры, которая также приносит хороший доход миллионам фермеров.
Учёные Университета штата Западная Бенгалия обнаружили 19 уникальных и высокоагрессивных вариантов Phytophthora infestans — микроорганизма, вызывающего фитофтороз картофеля, который сморщивает клубни снаружи и гниёт изнутри. Эти варианты происходят из линии европейского генотипа 13_A2 и были ответственны за эпидемию фитофтороза 2013–14 годов в Западной Бенгалии, которая сократила урожай картофеля на 8000 кг с гектара, что привело к гибели многих обременённых долгами фермеров.
Разнообразие популяций патогена, изученное в восточной и северо-восточной Индии, оказалось самым высоким в районах вблизи международных границ с Бангладеш и Непалом. Обе эти страны регулярно импортируют картофель из-за рубежа.
Ранее исследование 2012 года, проведённое расположенным в Бангалоре Индийским институтом садоводческих исследований, выявило, что европейский патоген 13_A2, завезённый с партией картофеля из Европы и Великобритании, был ответственен за вспышки фитофтороза в некоторых частях южной Индии.
Индия произвела более 43 миллионов тонн картофеля в 2015–16 годах, при этом на Западную Бенгалию приходилось 19,41 процента производства. Эта культура не только является опорой миллионов фермеров, но и основным продуктом питания по всей стране. Фитофтороз может уничтожить поле картофеля за 2–3 дня, а самое разрушительное его воздействие известно как ирландский картофельный голод 1840-х годов, затронувший более 2 миллионов человек в Ирландии.
Исследование рекомендует эффективные меры надзора и выявления в Индии, поскольку недавно эволюционировавшие патогены не только более агрессивны, но и эволюционируют каждый сезон. Большинство вариантов оказались устойчивы к металаксилу — широко используемому фунгициду.
«Есть вероятность, что патоген путешествовал с юга на восток Индии, в то время как аналогичные патогены из Бангладеш и Непала также проникли в регион. Все они адаптировались к местным условиям и эволюционировали в 19 уникальных и более сильных вариантов», — рассказал India Science Wire доктор Санджой Гуха Рой с кафедры ботаники Университета штата Западная Бенгалия, входивший в состав исследовательской группы.
Исследование также показывает, что существуют региональные различия патогена, и поэтому не может быть единой меры борьбы по всей Индии. Исследовательская группа сейчас проверяет варианты на семь различных фунгицидов и планирует создать базу данных всех вариантов и их характеристик, включая реакцию на используемые в настоящее время фунгициды. «База данных поможет определить вариант, поражающий любое поле, и обеспечить быстрое и соответствующее реагирование. Нам также необходимо регулярно обновлять базу данных, чтобы соответствовать скорости эволюции патогена и избежать массовых потерь урожая», — сказал доктор Рой.
P. infestans — организм, вызывающий фитофтороз, — имеет самый большой геном среди патогенов своей категории. Размером около 240 Мб, геном в основном состоит из повторяющейся ДНК, которая способствует адаптации и тем самым затрудняет борьбу с патогеном.
«Новое исследование опирается на предыдущие работы о европейском 13_A2 в Индии, а также сопоставляет его варианты с регионами. Для эффективной борьбы с фитофторозом необходимо постоянно контролировать патоген», — прокомментировал доктор П. Чоудаппа, директор Центрального института исследований плантационных культур, входивший в состав исследовательской группы, изучавшей фитофтороз на юге Индии.
Более строгие фитосанитарные меры по проверке импортируемых из других стран семян на наличие патогенов и меры безопасности по предотвращению передачи фитофтороза через границы могут помочь сдержать болезнь, говорится в исследовании.
«Нам необходимо сотрудничать с другими странами через платформы обмена знаниями, такие как Asia Blight и Euro Blight, для мониторинга распространения и борьбы с этой широко распространённой болезнью», — сказал доктор Рой.
Помимо доктора Роя, в состав исследовательской группы входили Танмой Дей, Аманда Сэвилл, Кевин Майерс, Сусанта Тевари, Дэвид Э. Л. Кук, Сучета Трипати, Уильям Э. Фрай и Жан Б. Ристаино.
Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.