Кукуруза может одновременно противостоять нескольким патогенам

Изменение климата требует от производителей кукурузы готовности к новым и меняющимся болезням. Поскольку невозможно предсказать, какое заболевание проявится в конкретном году, кукуруза с устойчивостью к нескольким болезням стала бы большим преимуществом. Исследователи из Университета Иллинойса приблизили отрасль к этой цели.

Бактериальный вилт Госса и грибные заболевания — серая пятнистость листьев, северный и южный гельминтоспориоз листьев — важны для производителей на Среднем Западе США и в мире. Исследование, опубликованное в G3: Genes, Genomes, Genetics, выявило геномные области, связанные с устойчивостью ко всем четырём заболеваниям.

«Мы не только нашли области генома, обеспечивающие устойчивость к каждому заболеванию, но и выявили несколько экспериментальных линий кукурузы, устойчивых ко всем сразу. Эти результаты должны помочь отрасли создать материалы с устойчивостью к нескольким заболеваниям одновременно», — сказала Тиффани Джаманн, старший автор исследования.

Команда сделала несколько стратегических скрещиваний между устойчивыми и восприимчивыми к болезням линиями кукурузы, что позволило сопоставить признаки устойчивости с конкретными участками генома. Пока эти области довольно велики и включают сотни отдельных генов. Конкретные гены с большим эффектом ещё не идентифицированы.

Тем не менее, идентификация важных областей полезна, поскольку устойчивость к болезням редко зависит от одного гена. Совокупное действие множества генов может обеспечивать более долговечную устойчивость. Интересно, что эта долговечность может работать даже против разных групп патогенов.

«Мы обнаружили 19 областей, связанных с устойчивостью к бактериальному вилту Госса. Несколько из этих областей также участвуют в устойчивости к грибным патогенам, — отметила Джаманн. — Таким образом, можно одновременно вести селекцию на устойчивость к нескольким заболеваниям, используя одни и те же генетические регионы».

Грибы и бактерии биологически сильно различаются, но оба должны найти способ проникнуть в растение, распространиться и размножиться. Джаманн предполагает, что гены устойчивости могут вызывать изменения в сосудистой системе растения, затрудняя передвижение обоих типов патогенов.

Хотя команда идентифицировала три линии кукурузы, устойчивые ко всем четырём заболеваниям, до появления в продаже семян такой кукурузы пройдёт время. Сначала команда Джаманн проведёт точное картирование выявленных областей, чтобы найти гены с наибольшим эффектом, а затем передаст информацию селекционерам для выведения новых выносливых гибридов.