Использование генов для борьбы со ржавчиной
Международное исследование под руководством учёного из Квинсленда нашло способ лучше защитить важную продовольственную культуру — и мировые поставки пива.
Исследование под руководством генетика из Университета Квинсленда доктора Ли Хики успешно идентифицировало ген, защищающий ячмень от листовой ржавчины — болезни, поразившей фермеров Квинсленда в 2010 году и способной уничтожить почти треть урожая в стране.
В Австралии ячмень используется в основном для пива и кормов для скота. Ситуация гораздо более значима в Северной Африке и Юго-Западной Азии, где ячмень является критически важным продуктом питания, а ржавчина часто поражает уязвимые растения.
Фермеры, выращивающие ячмень по всему миру, в настоящее время тратят большие суммы на фунгициды для борьбы с листовой ржавчиной. Открытие Ли позволит проводить селекционный отбор ячменя для обеспечения генетической защиты от болезни — что приведёт к значительному снижению использования химикатов, сокращению потерь урожая и более надёжным поставкам зерна.
Ли, научный сотрудник Альянса по инновациям в сельском хозяйстве и пищевых продуктах Университета Квинсленда, провёл своё новаторское исследование совместно с коллегами из Департамента сельского хозяйства, рыболовства и лесного хозяйства Квинсленда, Сиднейского университета и уругвайского Института агропромышленных исследований. Исследование частично финансировалось грантом Корпорации исследований и разработок в области зерновых.
В полевых испытаниях в Австралии и Уругвае исследовательской группе удалось идентифицировать конкретный ген, Rph20, который обеспечивал устойчивость к патогену листовой ржавчины у взрослых растений некоторых сортов ячменя. Затем команда успешно разработала диагностический ДНК-маркер для определения наличия этого гена. Исследователи проследили его происхождение до типа ячменя, впервые скрещенного в Нидерландах в 1928 году.
«Было неожиданностью, что мы смогли проследить ген так далеко в прошлое», — говорит Ли. — «Rph20 использовался во многих европейских сортах на протяжении многих лет и продемонстрировал реальную долговечность устойчивости за это время.
На сегодняшний день нет сообщений о штамме листовой ржавчины, который преодолел бы устойчивость Rph20, поэтому мы надеемся, что этот ген продолжит обеспечивать долгосрочную защиту по всему миру».
Результаты Ли, опубликованные в журнале Theoretical and Applied Genetics, могут дать важный импульс мировому производству ячменя. Он отказался патентовать ДНК-маркер, предпочтя, чтобы информация была свободно доступна.
Фермеры Квинсленда пострадали от вспышки листовой ржавчины в 2010 году. Многим пришлось применять фунгициды до четырёх раз, чтобы спасти урожай.
Исследование Ли также окончательно связало ген Rph20 с устойчивостью к другой разрушительной болезни ячменя — мучнистой росе. «Мы обнаруживаем, что он связан и с устойчивостью к другим заболеваниям, — сказал он. — Похоже, это ключевой ген в геноме ячменя».