Генетичні варіанти дозволяють вченим передавати стійкість до іржі від однієї рослини до іншої
Дослідники виявили стійкість до стеблової іржі у дикої злакової рослини Aegilops sharonensis і успішно перенесли ген стійкості в м'яку пшеницю.
Дослідження опубліковано в Nature Communications.
Стеблова іржа є серйозною хворобою посівів пшениці у всьому світі, і очікується, що її спалахи стануть більш частими за майбутніх сценаріїв зміни клімату.
"Повторна поява хвороби за останні кілька десятиліть наголошує на важливості виведення нових сортів пшениці з постійною стійкістю до стеблової іржі широкого спектру",- говорить дослідник KAUST Бранде Вульф.
Міжнародна дослідницька група, що включає Вульфа та провідного автора Гуотаю Ю, нещодавно ідентифікувала ген стійкості до стеблової іржі у Aegilops sharonensis і перенесла його на звичайну пшеницю. Нові трансгенні лінії пшениці демонструють високий рівень стійкості до збудника стеблової іржі.
На сьогоднішній день у пшениці ідентифіковано 58 генів стійкості до стеблової іржі, причому майже половина з них інтродукована з диких та одомашнених видів пшениці та інших злаків. Ае. sharonensis - дикий родич пшениці, що росте в Ізраїлі та Південному Лівані. Цей вид має багато ознак, важливих для сільського господарства, у тому числі стійкістю до основних хвороб пшениці, таких як іржа, але його генетичний потенціал залишається значною мірою невикористаним.
"Досягнення в галузі геноміки та біоінформатики підживлюють експоненційне зростання у відкритті та клонуванні генів стійкості до хвороб у пшениці та її диких родичів", - говорить Ю. "Це відкриває захоплюючі можливості для розробки широкого спектру та стійкої стійкості пшениці до хвороб".
"Ключові досягнення, які дозволили нам виконати цю роботу, - це різке зниження вартості отримання послідовності ДНК і поліпшення в зберіганні даних, обчислювальної потужності та біоінформатики", - додає Вульф.
Важливо відзначити, що команда опублікувала «еталонний геном», який підтримає поточні зусилля з клонування інших генів стійкості.
"Це означає, що більша частина геному зібрана в сполучні ділянки ДНК, які, у свою чергу, упорядковані відповідно до їхньої фізичної орієнтації в геномі", - пояснює Вульф.
Ця збірка геному буде корисною у майбутніх дослідженнях, вкладених у клонування генів Ae. sharonensis, розуміння еволюції дикорослих трав та одомашнення пшениці.
На сьогодні у пшениці клоновано близько 80 генів, з яких близько 40 є генами стійкості до хвороб, а 30 з них стійкі до ірж (стеблової іржі пшениці, смугастої іржі та листової іржі).
Вульф каже, що тепер доступний вихідний матеріал для створення значних наборів, що містять кілька стійких генів для кожного гена іржі.
"Патогенам буде дуже важко подолати такі набори полігенів, що потенційно може перетворити пшеницю на негосподаря для цих руйнівних хвороб", - передбачає Вульф.
"Якби я зараз був пшеничною іржею, я трясся б у своїх суперечках",- зауважив вчений.
Також читайте: