Исследование устойчивости кукурузы к болезням

В статье, опубликованной на этой неделе в Nature Genetics, учёные из Университета штата Северная Каролина и Министерства сельского хозяйства США проанализировали миллионы генетических последовательностей в геноме кукурузы (маиса) и выявили 51 генную область, связанную с устойчивостью к южному гельминтоспориозу листьев — опасному патогену растений.

По словам доктора Джима Холланда, соответствующего автора статьи, понимание механизмов сложных признаков, таких как устойчивость к болезням, поможет селекционерам создавать сорта кукурузы будущего.

Исследователи изучили коллекцию из 5000 сортов кукурузы — популяцию для вложенного ассоциативного картирования (maize nested association mapping population). Это позволило точно определить участки генома, ответственные за устойчивость.

Холланд сравнил поиск генов устойчивости с поиском конкретного дома в большом городе без знания адреса. Использование этой популяции позволило «оказаться на нужной улице и, возможно, найти нужный дом».

Южный гельминтоспориоз листьев представляет умеренную проблему на юго-востоке США и может быть серьёзной угрозой в Юго-Восточной Азии, Южной Европе и некоторых регионах Африки. Болезнь, распространённая в жарком влажном климате, вызывает бурые пятна на листьях, которые разрастаются и могут привести к значительным потерям урожая.

Доктор Питер Балинт-Кёрти отметил, что исследование даёт беспрецедентное описание генетической архитектуры устойчивости к болезням. Южный гельминтоспориоз является модельной системой для патологов, и эта работа представляет наиболее детальное описание генетической основы устойчивости растений из известных.

В сопутствующей статье в Nature Genetics Холланд и его коллеги из Корнеллского университета с использованием той же популяции кукурузы обнаружили гены-кандидаты, связанные с углом наклона листьев — важным признаком, позволившим увеличить плотность посевов и резко повысить урожайность.