Новые линии овса для борьбы с корончатой ржавчиной

Учёные из Службы сельскохозяйственных исследований США (ARS) и университетов представили две новые линии зародышевой плазмы овса (CDL-111 и CDL-167) для защиты культуры от её самого разрушительного грибкового заболевания — корончатой ржавчины, вызываемой грибком Puccinia coronata f. sp. avenae.

Проблема: Корончатая ржавчина наносит глобальный ущерб, снижая урожайность зерна незащищённых посевов до 50%. Большинство современных сортов овса несут один-два гена устойчивости на стадии проростка к конкретным изолятам грибка. Однако патоген генетически разнообразен и быстро эволюционирует в новые вирулентные расы, сводя на нет такую устойчивость за 3–5 лет, что вынуждает применять химические фунгициды.

Решение: Команда использовала стратегию селекции «накопления генов» (gene stacking). Для этого они скрещивали культурный овёс с дикими родственниками (например, lopsided oat), которые несут гены устойчивости взрослого растения (иногда называемой «медленным ржавлением»). Эта устойчивость не обеспечивает полный иммунитет, но значительно снижает ущерб и давление отбора на патоген, позволяя растению формировать урожай.

Результаты: В потомстве от скрещиваний были накоплены три гена устойчивости взрослого растения. Начиная с 2020 года, линии испытывали в питомниках под сильным давлением болезни (рядом с крушиной — вторичным хозяином ржавчины). Две линии — CDL-111 и CDL-167 — показали себя лучше других.

Перспективы: Семена этих линий доступны для программ селекции по соглашению о передаче материалов с ARS. Это позволит комбинировать новую устойчивость взрослого растения с уже существующей устойчивостью проростка в коммерческих сортах, создавая «двойной удар» по патогену. Для помощи селекционерам также предоставлены молекулярные маркеры, связанные с тремя внедрёнными генами.

Работа, опубликованная в майском номере Journal of Plant Registrations за 2024 год, является итогом более 25 лет скрининга гермоплазмы, генетического картирования, селекции и испытаний.