У генома кукурузы есть суперсила для одновременной борьбы с несколькими патогенами, выяснили ученые.
В условиях меняющегося климата производители кукурузы должны быть готовы ко всему, включая новую и меняющуюся динамику заболеваний. Поскольку невозможно предсказать, какая опасная болезнь появится в конкретном году, кукуруза, устойчивая ко множеству болезней, станет огромным плюсом для производителей. И новое открытие ученых поможет приблизиться к этой цели.
Портал AgroXXI.ru ознакомился с релизом Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, автор которого Лорен Куинн, сообщает хорошую новость для селекционеров и производителей кукурузы: «Увядание (или вилт) Госса, серая пятнистость листьев, северная листовая гниль и южная листовая гниль кукурузы, важны для производителей на Среднем Западе США, а в некоторых случаях и во всем мире. Теперь исследователи выявили геномные области, связанные с устойчивостью ко всем четырем заболеваниям.
«Мы не только обнаружили участки генома, обеспечивающие устойчивость к каждому упомянутому заболеванию, но также определили несколько экспериментальных линий кукурузы, которые были устойчивы ко всем из них. Эти результаты должны помочь отрасли разработать кукурузу со множественной устойчивостью к болезням», — говорит Тиффани Яманн, старший автор нового исследования и доцент кафедры растениеводства Колледжа сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук (ACES) Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне.
Команда провела несколько стратегических скрещиваний между устойчивыми к болезням и восприимчивыми линиями кукурузы, что позволило им сопоставить признаки устойчивости с конкретными участками генома. На данный момент эти геномные области довольно велики и включают сотни отдельных генов. И вероятно, существуют конкретные гены с огромными эффектами, которые еще не идентифицированы.
Тем не менее, выявление важных геномных областей полезно, поскольку устойчивость к болезням редко сводится к одному гену. Фактически, аддитивная или количественная сила нескольких генов, работающих вместе, может означать более длительную устойчивость. И, таким образом, у кукурузы есть запасной вариант, если патоген найдет способ обойти один механизм устойчивости. Важно, что эта устойчивость может работать даже против разных групп патогенов.
«Мы обнаружили 19 областей, связанных с устойчивостью к бактериальному вилту Госса. Некоторые из них также связаны с устойчивостью к грибным патогенам, вызывающим листовые болезни. Таким образом, можно выводить устойчивость к нескольким заболеваниям одновременно, используя одни и те же генетические области», — поясняет исследователь.
Грибы и бактерии очень разные биологически, но все они должны найти способы проникнуть в растение, путешествовать по нему и размножаться. Яманн говорит, что вполне возможно, что гены устойчивости вызывают изменения в сосудистой сети растения, затрудняя перемещение обоих видов патогенов, но она до сих пор не может точно сказать, как эти гены помогают растениям защитить себя. Однако исследователь работает над этим благодаря гранту Национального научного фонда 2022 года.
Хотя команда определила три линии кукурузы с устойчивостью ко всем четырем заболеваниям, пройдет некоторое время, прежде чем в результате этой работы производители смогут приобрести семена кукурузы с множественной устойчивостью. Сначала команда составит карту геномных областей, выделенных в этом исследовании, чтобы найти гены, оказывающие основное влияние, а затем передаст эту информацию селекционерам, которые смогут вывести новые выносливые гибриды. Тем не менее, говорит Яманн, множественное сопротивление уже на подходе».
