Генетическое открытие улучшит селекцию устойчивой к болезням пшеницы

Австралийские и европейские исследователи обнаружили генетический элемент у распространённого патогена пшеницы, который может помочь оптимизировать селекцию устойчивых к болезням сортов, лучше приспособленных к условиям Австралии.

Исследование, опубликованное в престижном журнале PLOS Pathogens, возглавили учёные из Центра управления болезнями сельскохозяйственных культур (CCDM). Команда обнаружила вариабельный генетический элемент внутри экономически значимого грибного патогена, вызывающего септориозную пятнистость колоса (SNB) пшеницы.

Было установлено, что этот элемент способен контролировать выработку Tox1 — токсичной молекулы, которую патоген производит после заражения и которая наносит основной ущерб чувствительным сортам пшеницы.

Также выяснилось, что этот генетический элемент варьирует по количеству производимого Tox1 в штаммах патогена из разных регионов. Это помогает селекционерам расставить приоритеты, какой ген удалять в зависимости от целевой среды.

Доктор Эван Джон, исследователь CCDM, отметил, что заметил, как австралийская версия патогена производит гораздо более высокие уровни Tox1, чем большинство штаммов из Северного полушария. Анализ геномов образцов из разных стран позволил определить и охарактеризовать ответственный за это генетический элемент.

«Мы смогли показать, что патоген эволюционировал в австралийских условиях, и настоятельно рекомендуем удалить восприимчивый к Tox1 ген пшеницы Snn1 из австралийских селекционных линий, чтобы выводить устойчивую пшеницу для локальных регионов», — заявил доктор Джон.

Доктор Кар-Чун Тан, руководитель проекта в CCDM, подчеркнул, что открытие объясняет огромную вариабельность в производстве токсичных молекул в полевых условиях, что ранее затрудняло селекцию.

«Хотя учесть эту вариабельность в селекционной программе сложно, хорошая новость в том, что теперь мы можем отслеживать генетический элемент, который её вызывает, и наблюдать, как он меняется со временем и в разных регионах Австралии», — сказал доктор Тан.

Этот мониторинг позволит давать селекционерам и патологам рекомендации по наиболее генетически релевантным изолятам SNB для скрининга линий пшеницы на устойчивость. Это, в свою очередь, позволит внедрить оптимальную устойчивость в сорта, что уменьшит зависимость фермеров от фунгицидов и повысит урожайность.

Профессор Марк Гибберд, директор CCDM, отметил, что данный результат демонстрирует важность совместных инвестиций Curtin University и GRDC в изучение механизмов развития болезней сельхозкультур в Австралии.