Учёные из Красноярского научного центра СО РАН работают над созданием новых сортов пшеницы, устойчивых к фузариозу колоса, который вызывается грибами рода Fusarium. По словам специалистов, создание таких сортов с помощью клеточной биотехнологии имеет важное значение для повышения продовольственной безопасности и стабильности сельского хозяйства, особенно в условиях современных климатических изменений. Фузариоз — одно из самых опасных заболеваний пшеницы, которое вызывает заражение зерна грибковыми токсинами, делая его непригодным для потребления. В России ежегодно фиксируются вспышки этого заболевания, и в Красноярском крае заражённость зерна грибами Fusarium sporotrichioides может достигать 70%.
Для борьбы с фузариозом учёные Красноярского научного центра занимаются выведением сортов яровой мягкой пшеницы, устойчивых к токсинам гриба. Для этого они используют методы клеточной биотехнологии, работая с каллусными культурами — клетками растений, которые растут в лабораторных условиях на питательных средах. В экспериментах использовался сорт Красноярская 12, который является одним из самых востребованных в Восточной Сибири. В процессе исследований ученые добавляли в питательные среды токсичные фильтраты культуральных жидкостей грибов Fusarium sporotrichioides, чтобы отобрать клетки, устойчивые к воздействию грибковых токсинов.
Результаты эксперимента показали, что в условиях высоких концентраций токсинов рост каллусных культур замедляется, и развитие клеток останавливается. Однако после 42 дней учёные обнаружили, что некоторые каллусные культуры продолжали развиваться и восстанавливались, несмотря на токсическое воздействие. Это открытие стало важным шагом в создании устойчивых сортов пшеницы. При дальнейшем культивировании, даже на средах с 40% содержанием токсинов, часть каллусов продолжала расти, что позволило ученым отобрать наиболее устойчивые клетки.
Некроз клеток, который развивался под воздействием токсинов, был ещё одним важным критерием для оценки устойчивости клеточных линий. Хотя некроз начинал проявляться через две недели, учёные заметили, что в зонах некроза появлялись активно делящиеся клетки. Это позволило предположить, что рост клеток возобновляется благодаря деградации токсинов в питательной среде со временем. Пересадив выжившие клетки в свежую среду с токсином, учёные убедились, что активный рост клеток продолжился, а некроз замедлился. Это свидетельствует о том, что клетки, прошедшие селективный отбор, выработали устойчивость к токсическому воздействию.