Ген устойчивости к пятнистости листьев успешно внедрили в пшеницу

21.01.2021 263
Производство пшеницы останется устойчивым, а запасы в сезоне 2020-2021 годов могут еще вырасти

Гриб Zymoseptoria tritici — один из наиболее генетически разрушительных патогенов пшеницы в мире. В борьбе с этим грибком был сделан важный шаг — международному консорциуму, в который входит WUR, удалось клонировать устойчивый ген Stb16q и успешно внедрить его в пшеницу. В настоящее время ген относительно легко внедрить в товарные сорта пшеницы путем селекции. Это означает, что у фермеров будет меньше потерь урожая и снизится применять химические средства защиты растений в будущем.

Пшеница является наиболее возделываемым злаком в мире и используется в различных продуктах, таких как хлеб, кускус, макаронные изделия, блины и т. д. Без надлежащей защиты от патогенов урожайность пшеницы может серьезно пострадать. Из-за изменения климата, экстремальные погодные условия становятся все более частыми, в том числе появились более длительные периоды сухой или дождливой погоды. Последний является идеальной средой для размножения Zymoseptoria tritici, который вызывает печально известную болезнь пятнистости листьев Septoria tritici blotch.

Поэтому обнадеживает то, что группе исследователей из INRAE, Университета Вагенингена и исследований (WUR), USDA, ETH-Zurich и селекционной компании Florimond Desprez впервые удалось клонировать ген устойчивости Stb16q (который был обнаружен Исследователи WUR на диком предке пшеницы в 2011 г.) и внедрили его в пшеницу.

«Вставленный ген эффективен против подавляющего большинства протестированных на сегодняшний день вариантов Z.tritici и, следовательно, предлагает уникальную устойчивость широкого спектра, включая замедление проникновения и межклеточного роста гриба. Кроме того, исходный источник Stb16q не может быть затронут любым штаммом грибка», — говорит исследователь WUR Герт Кема. Публикация по этой теме опубликована сегодня в Nature Communications .

Исследования устойчивости пшеницы к болезням проводились с 1865 года. Каталог генов пшеницы, которые, как известно, играют роль в устойчивости к болезням, значителен. Для примера: для бананов пока идентифицировано только 2 гена устойчивости, для пшеницы счетчик в настоящее время составляет около 1200 генов, которые полностью или частично связаны с устойчивостью к болезням.

Многие из них были охарактеризованы, но до сих пор Stb16q является единственным геном богатой цистеином рецептор-подобной киназы (CRK), идентифицированным у пшеницы. Только однажды исследователям удалось клонировать ген устойчивости к Z.tritici в пшенице. Это был Stb6, ген, обнаруженный во многих сортах пшеницы, но защищающий только от очень узкого спектра штаммов Z.tritici.

«Наличие обоих генов позволяет нам идентифицировать и сравнивать механизмы, участвующие в остановке роста патогенов», — сказал исследователь Сирил Сентенак из INRAE, Французского национального исследовательского института сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды.

«Это может стать прелюдией к новому важному шагу в защите пшеницы от патогенов и сокращении использования пестицидов. Тем более, что эти CRK, по-видимому, участвуют в устойчивости к болезням и других культур», — говорит Кема. «Путем идентификации, клонирования и вводя ген устойчивости в культуру пшеницы, которая уязвима для Z.tritici, мы теперь получили конкретное подтверждение того, что Stb16q обеспечивает хорошую защиту от различных вариантов гриба. В настоящее время ген относительно легко включить в коммерческие сорта пшеницы путем селекции, а это означает, что в будущем у производителей будет меньше потерь урожая и меньше необходимости применять химические средства защиты растений».

Источник: Университет Вагенингена

Поделиться:

Похожие статьи