Кофейная ржавчина не знает границ: глобальное исследование показывает, как окружающая среда и генетика влияют на устойчивость арабики

В беспрецедентном научном сотрудничестве организация «Мировое кофейное исследование» (WCR) совместно с партнёрами из 15 стран представила самое масштабное полевое исследование устойчивости сортов Coffea arabica к кофейной листовой ржавчине (CLR). Опубликованное в научном журнале, это исследование знаменует собой поворотный момент в понимании того, как генетика кофе взаимодействует с различными агроэкологическими условиями. Оно не только обогащает академические знания, но и предоставляет фермерам и селекционерам практические рекомендации, проверенные в реальных условиях.

На 23 исследовательских участках по всему миру были испытаны 29 сортов арабики. Цель — противостоять кофейной ржавчине, вызываемой грибком Hemileia vastatrix, который угрожает урожайности и качеству кофейных деревьев. Потери урожая в тяжёлых случаях могут превышать 75%.

Доктор Таня Хамфри, научный директор WCR, подчеркнула: «Ни одна страна не сможет в одиночку решить столь сложные задачи. Только международное сотрудничество позволяет нам раскрыть закономерности, которые невозможно выявить изолированно».

Глобальная угроза кофейной ржавчины

Грибок Hemileia vastatrix был впервые зафиксирован в коммерческих кофейных посадках в Шри-Ланке в 1869 году. С тех пор он распространился по всем кофейным регионам, достигнув Гавайев в 2020 году. Благодаря высокой изменчивости и множеству физиологических рас (более 55), возбудитель способен преодолевать защиту растений, что требует постоянного обновления стратегий устойчивости.

Гены устойчивости к ржавчине (обозначаемые как SH1—SH9) были получены от диких видов кофе, таких как C. canephora и C. liberica, и внедрены в коммерческие сорта. Однако ни один из известных сортов не содержит всех этих генов, и устойчивость не может считаться гарантированной.

Международное испытание сортов: IMLVT

В 2015 году WCR запустила Международное многолокационное испытание сортов (IMLVT), включившее 31 сорт арабики из 11 селекционных программ. Для анализа устойчивости к ржавчине использовались данные из 23 участков в Африке, Азии и Латинской Америке.

Исследование подтвердило важность взаимодействия генотипа с окружающей средой (GxE): один и тот же сорт может демонстрировать различную устойчивость в зависимости от климата, высоты, агротехники и штаммов патогена, присутствующих на участке.

Доктор Хорхе Берни Мьер-и-Теран, ведущий учёный WCR, отметил: «Это основа для умной селекции. Мы показываем, где и какие сорта действительно работают — не в лаборатории, а на реальных фермах».

Главные результаты: устойчивость, стабильность, адаптация

Наиболее устойчивыми к ржавчине оказались сорта EC16 (известен также как Мундо Майя), Ruiru 11, Parainema, Catigua MG2 и IPR107. Однако ни один из них не оказался полностью устойчивым. Сорт Parainema отличился как устойчивостью, так и стабильностью в разных условиях, что делает его надёжным вариантом для широкого применения.

Чистые арабики показали более высокую восприимчивость к ржавчине, тогда как межвидовые гибриды, особенно производные гибрида Тимор, демонстрировали лучшую защиту. Это подчеркивает необходимость комбинированного подхода в селекции.

Влияние окружающей среды: универсальных решений нет

Существенную роль в результатах сыграли местные условия: климат, агротехника, высота, разнообразие штаммов грибка. Используя статистические модели GGE и WAASB, учёные выделили четыре агроэкологические «мега-среды», каждая из которых имела своих «чемпионов» по устойчивости.

Например, Catigua MG2 показал отличные результаты в Индии, Индонезии и Сальвадоре, тогда как EC16 и Ruiru 11 были успешны в Восточной Африке и Латинской Америке. Эти данные помогут рекомендовать сорта с учётом конкретного региона, повышая эффективность фермерских хозяйств.

Альбертино Меса, руководитель отдела исследований в кооперативе CENFROCAFE (Перу), заявил: «Теперь у нас есть конкретные данные, а не догадки. Это означает более высокую урожайность и устойчивость к угрозам».

Практическое значение для кофейного сектора

Результаты исследования принесут пользу:

• селекционерам — для отбора родительских линий;
• производителям — для подбора подходящих сортов;
• правительствам и организациям — для формирования аграрной политики;
• экспортёрам и обжарщикам — для стабилизации поставок.

На фоне климатических изменений и роста агрономических рисков международное сотрудничество становится ключом к выживанию кофейного сектора. Стратегии на основе науки и совместных усилий — не просто желательно, они необходимы.

Инфраструктура и развитие научных кадров

Помимо научных результатов, проект укрепил локальные исследовательские базы. Учреждения-партнёры получили оборудование и обучение, что повысило их возможности проводить дальнейшие исследования и оперативно реагировать на болезни.

«Мы создаём не просто устойчивость к болезням — мы строим международную научную сеть», — подчеркнула доктор Хамфри. — «Это новый стандарт для аграрной науки».

Взгляд в будущее: следующее поколение кофейных сортов

Исследование подтверждает необходимость постоянного мониторинга, многофакторной селекции и разработки устойчивых сортов с учётом изменений климата и патогенов. Модель GxE также применима к таким признакам, как засухоустойчивость, вкусовые качества и урожайность.

Данные исследования опубликованы и доступны для всех. Это не только ресурс, но и призыв к действию: будущее кофе зависит от того, насколько мы готовы объединиться и использовать науку ради общей цели — сохранить кофе как культуру и источник дохода для миллионов семей по всему миру.

Скачать полное исследование: Международное исследование сортов Coffea arabica показывает влияние взаимодействия генотипа и среды на устойчивость к листовой ржавчине.