Гены, придающие устойчивость к опасной грибной болезни – стеблевой ржавчине, были успешно перенесены учеными из пшеницы в ячмень.
Об этом сообщает Mirage.News.
Команда ученых из Центра Джона Иннеса использовала методы генетической модификации для обогащения растений ячменя генами, обладающими защитной активностью в пшенице. По словам ученых, это служит примером прогресса, который может привести к более широкому использованию генов устойчивости и усилить защиту важных культур от растущей угрозы со стороны вирулентных грибковых патогенов.
В отличие от пшеницы, где обнаружено 82 гена устойчивости к стеблевой ржавчине, в ячмене найдено только 10.
Исследовательские усилия по передаче этой генетической устойчивости от одного коммерчески ценного члена семейства злаковых к другому с использованием традиционного скрещивания оказались безуспешными.
В этом эксперименте ученые из группы доктора Бранде Вульф использовали трансгенные растения ячменя для проверки функциональности четырех клонированных генов против стеблевой ржавчины пшеницы. В итоге, трансгенные растения ячменя оказались более устойчивыми к стеблевой ржавчине, чем растения ячменя с эндогенными генами устойчивости, которые развились внутри культуры естественным образом.
«Мы доказали, что гены устойчивости к стеблевой ржавчине пшеницы работают в ячмене, чего не удалось достичь широким скрещиванием между родственниками культуры. Теперь, когда мы знаем, что гены устойчивости пшеницы работают в ячмене, вполне вероятно, что устойчивость ячменя будет также работать в пшенице, считающейся гораздо более крупной и важной культурой. Следовательно, мы можем расширить резервуар генов устойчивости, доступных для создания пшеницы, устойчивой к основным болезням», – говорит доктор Асыраф Хатта, первый автор исследования.
По словам д-ра Бранде Вульфа, используя ресурсы, недоступные при традиционной селекции, открытие является четким сигналом для политиков о необходимости использования современных методов точной селекции, таких как ГМ и редактирование генов в области защиты растений.
За последние 20 лет стеблевая ржавчина, вызываемая грибом Puccinia graminis, вновь стала серьезной угрозой для производства пшеницы и ячменя в Африке, Европе и некоторых частях Ближнего Востока.
Одомашнивание пшеницы привело к снижению генетической сложности, поскольку селекционеры стремились подчеркнуть особенности, связанные с урожайностью и продуктивностью, как того требовали фермеры.
Потеря генетической сложности оставила культуры уязвимыми для новых вредителей и патогенов. Дикие родственники являются важным источником генетической изменчивости устойчивости к болезням, но на протяжении десятилетий селекционеры пытались получить доступ к этому, используя традиционные методы скрещивания. Однако, наиболее успешными стали опыты по генетической модификации.
«Наш следующий шаг – клонировать гены устойчивости от важных болезней пшеницы из диких трав, которые несовместимы с пшеницей и ячменем, а затем разработать наборы или комбинации нескольких генов, которые было бы трудно преодолеть патогенам. Доказательство того, что гены ячменя работают в гексаплоидной (хлебной) пшенице, также добавило бы веса нашим выводам», – говорит д-р Вульф.