Учёные нашли ген кукурузы, обеспечивающий устойчивость к нескольким болезням листьев

Исследователи из Университета штата Северная Каролина обнаружили специфический ген в кукурузе, который, по-видимому, связан с устойчивостью к двум, а возможно, и трём различным болезням листьев растения.

В статье, опубликованной на этой неделе в Nature Genetics, исследователи идентифицировали ген — кофеоил-КоА O-метилтрансферазу — который, по-видимому, обеспечивает частичную устойчивость к южному гельминтоспориозу (Southern leaf blight) и серой пятнистости листьев (gray leaf spot), а возможно, и к северному гельминтоспориозу (Northern leaf blight). Эта триада болезней наносит ущерб растениям кукурузы по всему миру.

Группа Питера Балинта-Курти и коллеги выявили несколько областей генома, где генетические вариации оказывали значительное влияние на устойчивость к множественным заболеваниям.

Используя подход тонкого картирования, исследователь Цинь Ян сузила регион до небольшого сегмента ДНК, содержащего всего четыре гена. Затем с рядом сотрудников из нескольких университетов и USDA-ARS она провела дополнительные тесты, чтобы сузить эти четыре гена до одного.

«Интересно, что этот ген, по-видимому, также участвует в производстве лигнина», — говорит Ян. — «В целом, большее производство лигнина, кажется, связано с более устойчивой резистентностью к болезням у растений».

По словам Балинта-Курти, ген, по-видимому, обеспечивает небольшой, но важный эффект устойчивости к болезням.

«Трудно увидеть эти небольшие эффекты, но патогенам также трудно адаптироваться, чтобы противостоять им», — говорит он. — «Большая часть устойчивости к южному гельминтоспориозу и серой пятнистости листьев обусловлена множеством генов, каждый из которых оказывает небольшой эффект».

• Южный гельминтоспориоз — умеренная проблема на юго-востоке США, может быть значительной в Юго-Восточной Азии, Южной Европе и частях Африки.
• Серая пятнистость листьев встречается как на Среднем Западе, так и на юго-востоке США, а также является важным заболеванием кукурузы в Африке.
• Северный гельминтоспориоз встречается в кукурузном поясе Среднего Запада и на северо-востоке США.

Все три являются так называемыми некротрофными патогенами, которые получают большую часть своего питания из мёртвой ткани растения-хозяина.

«Этот ген также участвует в подавлении запрограммированной гибели клеток», — говорит Балинта-Курти, — «что, возможно, контринтуитивно, может быть хорошим защитным механизмом против некротрофных грибов, подобных этим трём болезням».