Учёные создали платформу для быстрого скрининга генов для повышения устойчивости сельхозкультур к болезням

Учёные из австралийского национального научного агентства CSIRO совершили прорыв в молекулярной фитопатологии, что стало технологическим скачком в селекции культур с длительной устойчивостью к болезням.

Патогены растений — организмы, вызывающие болезни, — значительно снижают продуктивность сельского хозяйства и представляют постоянную угрозу глобальной продовольственной безопасности. Ежегодно потери урожая от ржавчинных грибов во всём мире составляют 1 млрд долларов США.

Учёные разработали новую платформу для быстрого скрининга генов, которая может идентифицировать новые гены авирулентности (Avr) у патогенов растений. Работа основана на десятилетиях исследований CSIRO в области синтетической биологии, генетики и молекулярной фитопатологии. Результаты опубликованы в журнале Nature Plants.

Соавтор проекта, доктор Питер Доддс из CSIRO, заявил, что новый метод окажет огромное влияние на будущую разработку устойчивых к патогенам культур.

«Наша передовая скрининговая технология представляет собой технологический скачок вперёд в нашей способности изучать процессы, которые придают растениям длительную устойчивость к болезням. Это открывает новые генетические стратегии для защиты производства сельхозкультур и управления болезнями в Австралии и за рубежом», — сказал доктор Доддс.

«Этот метод позволяет проводить высокопроизводительный скрининг сложных генетических библиотек в клеточной среде растения с беспрецедентной скоростью. Это усиливает способность отбирать более устойчивые к болезням культуры и помогает в усилиях по надзору за патогенами. Эта технология позволяет CSIRO решать важные проблемы биобезопасности, поскольку изменение климата увеличивает риски вспышек заболеваний. Нам удалось идентифицировать несколько новых генов эффекторов грибковой Avr у патогена стеблевой ржавчины пшеницы, сократив время с лет или даже десятилетий до нескольких месяцев».

Гены эффекторов у патогенов растений, таких как ржавчинные грибы, кодируют белки, которые подавляют иммунные ответы растения. Однако если растение распознаёт эти белки патогена, они могут активировать защитные механизмы растения и остановить широкое распространение инфекции.

Доктор Томас Ванхерке, также соавтор проекта, пояснил, что хотя в этом исследовании изучались гены Avr у ржавчинного гриба, поражающего пшеницу, ту же технику можно применять к другим культурам и патогенам.