Дикая трава может защитить сельскохозяйственные культуры от смертельных патогенов
Стеблевая ржавчина - одно из самых смертоносных заболеваний сельскохозяйственных культур. Она вызывается грибком (Puccinia graminis f. sp. tritici) и на протяжении всей своей истории серьезно влияла на зерновое хозяйство. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, обнаружило, что малоизвестный вид дикой травы (Aegilops sharonensis), которая является дальним родственником пшеницы, обладает сильной устойчивостью к этому грибку, и может быть скрещена с пшеницей для получения иммунитета против этой смертельной болезни.
Исследователи использовали новые методы биоинформатики, чтобы впервые составить последовательность генома Aegilops sharonensis, дикой травы, произрастающей в Израиле и южном Ливане. Используя эту генетическую карту и инструмент поиска под названием "Охотник за мутантами", они выявили ген, который, как оказалось, обеспечивает надежную защиту от всех испытанных штаммов грибка стеблевой ржавчины пшеницы.
"Теперь у нас есть этот ген-блокбастер, который обеспечивает потрясающий иммунитет. Если бы я был стеблевой ржавчиной, я бы дрожал в своих спорах", - сказал соавтор исследования доктор Брэнде Вульф, исследователь пшеницы в Университете науки и технологии имени короля Абдаллы.
"Это был трудный исследовательский путь, длившийся много лет, но теперь мы нашли этот ген, который обеспечивает устойчивость широкого спектра действия. Нам еще предстоит найти изолят патогена, который может преодолеть этот ген", - добавил ведущий автор исследования доктор Готай Ю, генетик из Центра Джона Иннеса.
Доктор Ю и его коллеги планируют использовать новый ген как часть набора генов, выведенных в обычных сортах пшеницы с помощью технологий генетической модификации. Хотя длительное время генерации, жесткая семенная оболочка и трудности скрещивания A. sharonesis с пшеницей делают его менее пригодным для добычи полезных генетических признаков, чем другие виды диких трав, ученые надеются, что новые технологии помогут им скрестить его с пшеницей, чтобы преодолеть бремя, которое болезнь стеблевой ржавчины все больше накладывает на популяции зерновых.
"Такие патогены, как стеблевая ржавчина, уже снижают урожайность пшеницы на 21 процент. Патоген не только теряет или повреждает само зерно, но и тратит впустую энергию, которая идет на его производство - эквивалент 420 миллиардов киловатт, что достаточно для питания 300 миллионов домов в развивающихся странах. Если мы сможем вмешаться с помощью генетики, набрав устойчивость, обнаруженную в этой диковатой на вид траве, то это будет удивительным вкладом в сельское хозяйство и борьбу с изменением климата", - заключил доктор Вульф.
