Дикие сородичи культурного риса¶
Дикие сородичи культурного риса — группа видов и подвидов растений рода Рис (Oryza), произрастающих в естественных условиях и генетически близких к возделываемому рису посевному (Oryza sativa). Они представляют собой ценный природный ресурс, используемый в селекции для выведения новых сортов с улучшенными свойствами.
¶Таксономия и происхождение
Род Oryza включает около 20 диких видов, распространённых в тропических и субтропических регионах Азии, Африки, Австралии и Америки. Генетический анализ показывает, что культурный рис произошёл от дикого вида Oryza rufipogon (риса красного, или риса многолетнего) около 10–15 тысяч лет назад в регионах Южного Китая и Индии. Второй культивируемый вид — африканский рис (Oryza glaberrima) — был одомашнен независимо от вида Oryza barthii около 3 тысяч лет назад в дельте реки Нигер.
¶Основные виды диких сородичей
По геномному составу дикие виды риса делятся на несколько групп. Наиболее важные из них:
- Oryza rufipogon — многолетний дикий рис, непосредственный предок азиатского культурного риса. Распространён в Юго-Восточной Азии, Австралии и Океании. Отличается высокой устойчивостью к затоплению и кислым почвам.
- Oryza nivara — однолетний вид, также считающийся предковой формой культурного риса. Встречается в Индии и Юго-Восточной Азии.
- Oryza glaberrima — африканский культурный рис, сохранившийся в традиционном земледелии Западной Африки. Устойчив к засухе, вредителям и бедным почвам.
- Oryza barthii — дикий африканский вид, предок Oryza glaberrima.
- Oryza longistaminata — многолетний африканский вид с длинными пыльниками, обладает устойчивостью к бактериальному ожогу.
- Oryza officinalis — диплоидный и тетраплоидный вид, распространённый от Индии до Папуа — Новой Гвинеи. Является источником устойчивости к насекомым-вредителям.
- Oryza australiensis — австралийский вид, устойчивый к засухе и жаре.
¶Хозяйственное значение и селекция
Дикие сородичи культурного риса играют ключевую роль в обеспечении продовольственной безопасности. С изменением климата и ростом населения мира селекционеры обращаются к генетическому материалу диких видов для решения следующих задач:
- Устойчивость к болезням и вредителям. Гены устойчивости к бактериальному ожогу, пирикуляриозу и рисовой листовёртке перенесены из диких видов в культурные сорта.
- Толерантность к абиотическим стрессам. Дикие виды служат донорами генов устойчивости к засолению, засухе, затоплению и экстремальным температурам. Например, ген SUB1, обеспечивающий выживание растений при длительном затоплении, был выделен из Oryza rufipogon и внедрён в популярные сорта.
- Повышение урожайности. Скрещивание культурного риса с дикими видами позволяет увеличить количество зёрен в метёлке и массу семян.
- Улучшение качества зерна. Дикие сородичи используются для обогащения культурных сортов белком, витаминами и микроэлементами.
Классическим примером успешного использования диких сородичей является создание линии IR36 и последующих сортов Международного института риса (IRRI), которые содержат гены устойчивости из Oryza nivara и Oryza officinalis и длительное время были самыми распространёнными сортами риса в мире.
¶Угрозы и сохранение
Дикие популяции риса находятся под угрозой исчезновения из-за разрушения естественных мест обитания, осушения болот, урбанизации и интрогрессии с культурными сортами. Генетическое загрязнение приводит к вытеснению чистых диких популяций гибридами.
Для сохранения генетического разнообразия созданы банки семян, крупнейшие из которых находятся в Международном институте риса (IRRI, Филиппины) и в коллекции Всероссийского института растениеводства (ВИР, Санкт-Петербург). В коллекции IRRI хранится более 130 тысяч образцов, включая около 6 тысяч образцов диких видов. Кроме того, ведутся работы по сохранению диких видов в естественных условиях (in situ) в природных резерватах Китая, Индии и Таиланда.
¶Исследования и генетические ресурсы
Современные молекулярные методы, включая полногеномное секвенирование, позволяют точно определять филогенетические связи между видами и выявлять гены, отвечающие за ценные признаки. В 2015 году был расшифрован геном Oryza rufipogon, что открыло новые возможности для направленного переноса полезных аллелей в культурный рис методами маркерной и геномной селекции. Дикие сородичи остаются важнейшим резервом генетического разнообразия, необходимым для адаптации рисоводства к будущим климатическим и продовольственным вызовам.