Исследование раскрывает генетические секреты устойчивых к гербицидам сорняков амаранта
Новое исследование Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне и партнерских институтов представляет полные геномы на уровне хромосом для трех видов амаранта: Palmer amaranth, гладкой и краснокорневой щирицы. Это значительный шаг в понимании биологии этих сорняков, включая их способность к детоксикации распространенных гербицидов. Исследование опубликовано в The Plant Journal.
Геномы как инструмент для борьбы
- Наличие референсных геномов ускоряет изучение сорняков с множественной устойчивостью к гербицидам.
- Исследование детально изучило важные семейства генов, такие как цитохромы P450, которые могут быть вовлечены в нецелевой механизм устойчивости (детоксикация гербицидов).
- Каталог генов P450 позволит систематически выяснять, какие именно из них обеспечивают устойчивость к конкретным гербицидам, чтобы избегать их смешивания в баковых смесях.
Фокус на Palmer amaranth
- У Palmer amaranth охарактеризован ген устойчивости к глифосату, расположенный в крупной кольцевой структуре ДНК вне хромосом (внехромосомной ДНК).
- Исследование подтвердило, что одно эволюционное событие — вставка гена в эту кольцевую структуру и её последующее распространение — ответственно за устойчивость к глифосату у Palmer amaranth почти на всех континентах.
- Также идентифицированы два гена на хромосоме 3, которые, вероятно, контролируют мужской пол у Palmer amaranth. Это важный шаг для потенциальной разработки стратегий с использованием генных драйвов для подавления популяций.
Значение для научного сообщества
- Это первые геномы, опубликованные Международным консорциумом по геномике сорняков (IWGC), который бесплатно предоставляет референсные геномы для ускорения исследований.
- Наличие таких ресурсов позволяет ученым сразу приступать к изучению важных признаков (например, новых типов устойчивости) без необходимости сначала создавать геном в рамках ограниченного грантового цикла.
- Пример: используя референсный геном другого проблемного вида — водяной конопли, — ученые уже идентифицировали восемь геномных регионов, связанных с устойчивостью к гербицидам 2,4-D и дикамбе. При этом для двух продуктов с одним механизмом действия обнаружено мало совпадений, что говорит о множественных стратегиях устойчивости у сорняка.