
Молодёжь в науке
Пирикуляриоз риса называют «чумой». За один сезон этот гриб способен уничтожить до 70% урожая. Приморские рисоводы знают о нём не понаслышке. Одна из тех, кто изучает врага – Светлана Владимировна Безмутко – научный сотрудник лаборатории фитопатологии Дальневосточного НИИ защиты растений (ДВНИИЗР, филиал ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки), аспирант и победитель конкурса на стипендию Президента РФ. Мы встретились с ней, чтобы поговорить о грибах, ДНК и о том, для чего учёные изучают популяционную структуру патогена.
Уроженка Хабаровского края, Светлана получила высшее образование в Тихоокеанском государственном университете на факультете природопользования, окончила с отличием по специальности «эколог». Поворотным моментом стал переезд в село Камень-Рыболов и знакомство с ДВНИИЗР, где её увлекла прикладная фитопатология. Сегодня она совмещает руководство лабораторией с аспирантурой, находя баланс между административной и научной работой.
– Что сегодня в фокусе лаборатории фитопатологии Дальневосточного НИИ защиты растений? Какие культуры вы изучаете, какие методы используете?
– Мы изучаем грибковые заболевания ключевых культур региона. В фокусе исследований – рис и соя. В перспективе планируем включить кукурузу, чтобы глубже понять процессы в агроценозах. В работе используем проверенные методы: визуальные учёты, микроскопию, фитопатологическую экспертизу. Мы ищем возможности для внедрения передовых технологий, при этом максимально эффективно применяем имеющиеся ресурсы и совершенствуем отработанные методики.
– Пирикуляриоз звучит угрожающе. А что это такое? Почему рисоводы называют его «чумой»? И в чём тут главная научная загадка для биолога?
– Пирикуляриоз риса – опасное грибковое заболевание, вызываемое грибом Magnaporthe oryzae. Оно распространено во всех регионах выращивания риса и может уничтожить до 60-70% урожая в годы массовых вспышек. Болезнь поражает все надземные части растения.
В Приморском крае условия способствуют развитию болезни: тёплая погода, высокая влажность, туманы и росы ускоряют распространение гриба. Раньше большие площади засевались одним сортом риса – это провоцировало массовые вспышки, из-за которых фермеры теряли значительную часть урожая. Поэтому пирикуляриоз прозвали «чумой».
Главная сложность – непрерывная «гонка вооружений» между рисом и патогеном: новые штаммы гриба появляются быстрее, чем выводятся устойчивые сорта. Поэтому борьба с пирикуляриозом требует постоянной работы селекционеров и фитопатологов.
– Вы изучаете популяционную структуру патогена. Объясните, пожалуйста, что это такое? И почему знание о ней позволяет не проиграть «гонку вооружений» с болезнью?
– Представьте: на полях живёт не один гриб, а целая армия его разновидностей, немного отличающихся друг от друга. Одни лучше переносят холод, другие умеют обходить защиту какого-то сорта, третьи устойчивы к определённым препаратам. Всё это вместе и есть популяционная структура гриба.
Изучая её, мы понимаем, сколько разновидностей (штаммов) встречается в регионе, каковы их «суперспособности» (например, как они обходят защиту растений), где именно они живут – в одном районе или по всему краю, меняются ли они со временем и появляются ли новые, ещё более опасные. Это нужно, чтобы не воевать с болезнью наугад.
Изучение популяционной структуры – это разведка перед боем. Мы узнаём силы и тактику противника, чтобы опередить его и выиграть «гонку вооружений».
– Что вы ищете в ДНК гриба с помощью ПЦР-анализа? Отличается ли наш патоген от азиатского?
– Ежегодно мы мониторим рисосеющие районы Приморья: выявляем очаги поражения пирикуляриозом, выделяем патоген из поражённых растений в чистую культуру, получаем изоляты – они пополняют нашу коллекцию, которая ведётся с 2006 года.
С 2015 года я исследую эти изоляты: они различаются по морфолого-культуральным характеристикам. С помощью ПЦР-анализа изучаю их генетическую структуру – выявляю сходства и различия.
Основные трудности в работе обусловлены несколькими факторами: коротким вегетационным периодом, который ограничивает время для наблюдений; сложностями культивирования изолятов в лабораторных условиях и быстрой эволюцией патогена: новые штаммы появляются раньше, чем их характеризуют.
– Как менялись ваши цели за время исследований?
– Цели и задачи неоднократно корректировались: по мере накопления данных и получения новых результатов одни направления теряли актуальность, возникали другие, ранее не очевидные исследовательские векторы. Это естественный процесс научного поиска – он позволяет фокусироваться на наиболее значимых и уникальных задачах.
– Предположим, вы полностью описали популяционную структуру дальневосточного пирикуляриоза. Кто воспользуется результатами? Есть ли уже первые «внедрения»?
– Полное описание популяционной структуры дальневосточного пирикуляриоза станет важной вехой в наших исследованиях. Полученные данные о генетической структуре и биоразнообразии изолятов Magnaporthe oryzae помогут селекционерам выводить устойчивые сорта риса. Генетическая база профилей патогена позволит службе защиты растений точнее прогнозировать эпифитотии, оптимизировать применение фунгицидов и разрабатывать региональные регламенты – это снизит ущерб от болезни и затраты на обработки.
Кроме того, апробированная методика ISSR-анализа пригодится для мониторинга других фитопатогенов, а собранные материалы исследования могут быть интегрированы в учебные курсы для студентов-агрономов и фитопатологов.
На текущий момент полноценных внедрений результатов ещё нет, однако мы активно работаем над их практической реализацией.
– Светлана Владимировна, вы – аспирант первого года, но уже победили в конкурсе на стипендию Президента РФ среди шести тысяч участников. Что, на ваш взгляд, сыграло решающую роль – тема, методы, личная настойчивость, поддержка руководителя? Как вообще узнали о победе?
– Победа в конкурсе стала для меня знаковым событием – искренне благодарна за высокую оценку моих исследований, над которыми я работала не один год. Успех обусловлен несколькими факторами.
Во-первых, тема исследования актуальна и соответствует приоритетным направлениям развития науки на государственном уровне: работа над защитой риса от пирикуляриоза важна как для нашего региона, так и для страны в целом.
Во-вторых, неоценимую поддержку оказал мой научный руководитель – доктор биологических наук Наталия Валериевна Мацишина. Её профессионализм и вера в мои силы стали надёжной опорой: Наталия Валериевна не просто курирует исследование, но и щедро делится знаниями. Узнав от неё о победе, я испытала радость и волнение – это подтвердило правильность выбранного пути и вдохновило на дальнейшую работу с большим энтузиазмом.
– Вопрос-мечта: если бы вы могли заказать любой прибор, командировку или эксперимент без ограничений – что бы выбрали? И что посоветуете студентам, сомневающимся идти в аспирантуру на Дальнем Востоке?
– Я бы создала современную лабораторию молекулярной диагностики фитопатогенов. Это позволило бы приобрести высокоточное оборудование, организовать полевую лабораторию, сформировать банк данных по патогенам региона, разработать новые методики диагностики.
Студентам, которые сомневаются, идти ли в аспирантуру, скажу: не бойтесь вызовов. На Дальнем Востоке уникальные объекты для исследований и широкие возможности для прикладной работы. Ищите наставников среди опытных специалистов. Будьте готовы работать на стыке направлений – это расширит профессиональный кругозор.
Аспирантура в регионе – шанс внести реальный вклад в развитие сельского хозяйства и реализовать свой научный потенциал.
«Гонка вооружений» с грибом не заканчивается, но те, кто изучает патоген, всегда на шаг впереди. Светлана Безмутко – из таких: её полевые сборы и расшифровка ДНК лягут в основу устойчивых сортов. Её путь – доказательство того, что на Дальнем Востоке молодой исследователь может получить признание и успешно работать в науке.
Анастасия КУЛИКОВА
Фото из архива Светланы БЕЗМУТКО