Таковы суть результатов нового исследования, проведенного исследовательской группой, состоящей из ученых из штата Пенсильвания, Американского фонда каштанов и Университета штата Нью-Йорк. По словам ведущего автора Кима Штайнера, профессора лесного хозяйства, это исследование должно снизить ожидания как общественности, так и некоторых членов научного сообщества о неизбежности победы, но оно также дает уверенность в том, что спасение в конечном итоге приведет к тому, что каштаны снова расцветут в лесах. биология, Государственный колледж сельскохозяйственных наук Пенсильвании.
Чтобы прийти к своим выводам, исследователи рассмотрели и оценили десятилетия селекционных записей и трансгенных экспериментов, новые экспериментальные данные и сделали прогнозы, касающиеся того, как периодический отбор и включение трансгенного материала в селекционные линии ускорит устойчивость к фитофторозу. Они рассмотрели экспериментально обоснованные оценки наследственности и генетического преимущества устойчивости к фитофторозу, которые никогда не были доступны до проведения этого исследования.
«Благодаря этим оценкам мы теперь точно знаем, что это всего лишь вопрос времени», – сказал Штайнер.
"Очень немногие люди понимают масштабы селекционной задачи, поставленной Американским фондом каштанов, когда он начал свою деятельность в 1983 году. Просто для завершения поколения B3F2 селекции и селекции – последнего поколения, как первоначально предполагалось – означало, что 73000 деревьев должны быть созданы путем ручного опыления, выращены и испытаны на плантациях в течение как минимум трех лет."
B3F2 – третье поколение китайских и американских каштанов.
Процесс начался в 2002 году с основной программы разведения фонда и, вероятно, не будет завершен до 2022 года, добавил Штайнер. Кроме того, он дублируется работой волонтеров в 13 аффилированных государственных программах. За программой в Пенсильвании наблюдает Сара Фицсиммонс, научный сотрудник Департамента экосистемных наук и управления штата Пенсильвания и один из соавторов исследования.
По словам Штайнера, члена совета директоров American Chestnut Foundation и старшего научного советника совета директоров, разработка точного и исчерпывающего отчета о состоянии работ по спасению каштанов и определение следующих шагов и ожиданий прогресса были основными причинами исследования.
«В течение ряда лет фонд делал семена деревьев B3F2 доступными для специальных целей», – сказал он. "Но не ожидалось, что средняя устойчивость этих саженцев к фитофторозу будет высокой до тех пор, пока плантация B3F2 не будет завершена и отбраковано до нескольких сотен наиболее устойчивых деревьев.
Наши текущие результаты показывают, что даже в этом случае средний уровень устойчивости не будет соответствовать китайскому каштану."
Однако некоторые семена с плантации B3F2 будут нести гены высокой устойчивости, и их может быть достаточно для начала восстановительных работ, отметил Штайнер. В конечном итоге, пояснил он, цель фонда – дать американскому каштану «генетические средства», чтобы выжить до зрелости и развиваться самостоятельно. "Таким образом, нас не беспокоит единообразие от дерева к дереву, как в ландшафтном питомнике."
В исследовании, недавно опубликованном в New Forests, прогресс и будущие шаги были обобщены в двух подходах: система American Chestnut Foundation по гибридизации с устойчивыми к фитофторозам видам китайского каштана с последующим повторным скрещиванием для восстановления дерева американского типа и State Колледж экологических наук и лесного хозяйства Нью-Йоркского университета трансформация американского каштана трансгеном, придающим устойчивость.
Эти усилия были спонсированы нью-йоркским отделением American Chestnut Foundation.
Исследователи отметили, что в каждый подход было вложено несколько десятилетий усилий, и еще предстоит проделать большую работу, но результаты являются лучшим экспериментальным свидетельством того, что с тех пор, как болезнь поразила Северную Америку где-то после 1904 года, успех практически достижим.
«Мы считаем, что программе разведения может потребоваться еще одно или два поколения повторяющейся селекции, чтобы максимизировать устойчивость», – сказал Штайнер. "Нью-йоркское трансгенное дерево все еще должно пройти нормативную проверку перед выпуском, и оно должно быть протестировано в жестких конкурентных природных средах, прежде чем будет понято его истинная ценность. Если это подтвердится, мы ожидаем, что работа в Нью-Йорке будет интегрирована с традиционной программой разведения фонда, потому что оба направления работы имеют сильные стороны."
Штайнер, директор Дендрария в штате Пенсильвания, где растет плантация B3F2 в рамках программы Пенсильвании, назвал усилия по восстановлению каштанов самым амбициозным, длительным и технически сложным спасением вида, которое когда-либо проводилось. И он благодарит добровольцев из Фонда американских каштанов за то, что они сделали это возможным.
Осенью 1970 года, будучи аспирантом Университета штата Мичиган, Штайнер в качестве задания в классе написал план разведения для решения проблемы американских каштанов.
Он хорошо помнит оценку профессора, что план был работоспособным, но совершенно непрактичным. По словам профессора, промышленность не проявляет интереса к американскому каштану, и государственные учреждения не возьмутся разводить устойчивый к фитофторозу каштан после отказа от двух более ранних долгосрочных программ с той же целью.
«Как оказалось, сейчас, 47 лет спустя, он был прав в этих двух пунктах», – вспоминает Штайнер. «Но он не рассчитывал на способность такой некоммерческой организации, как The American Chestnut Foundation, выполнить« безнадежную »задачу по сохранению за счет силы тысяч добровольных граждан-ученых и благотворителей."
Их энтузиазм и прекрасный пример этой модели вдохновили Штайнера в конце 1990-х годов предложить свои услуги организации в качестве добровольного научного консультанта. И он не одинок. Огромное количество ученых из университетов, агентств и отрасли оказывали помощь фонду как в малой, так и в большой степени.
По словам Штайнера, обещание, что селекционная программа фонда увенчается успехом, привлекло десятки миллионов долларов на поддержку исследований. «А с середины 1990-х годов наблюдается взрывной рост опубликованных исследований об американском каштане, виде, который с первых десятилетий прошлого века считался экологически и экономически незначительным», – добавил он.