Раскрывая тайну устойчивости пшеницы к гербицидам

Генетическая структура пшеницы чрезвычайно сложна: её 16 миллиардов генов организованы в три полунезависимых генома (A, B и D). Гены из разных геномов могут перекрываться или замещать друг друга, что затрудняет поиск генов, отвечающих за полезные признаки, такие как устойчивость к гербицидам.

Учёные из Университета Иллинойса использовали метод «чужеродной замены» для поиска хромосом, участвующих в детоксикации синтетических ауксиновых гербицидов. Метод предполагает замену хромосом одного из трёх геномов пшеницы на хромосомы родственного вида — Aegilops searsii (геном S).

• Исследователи вырастили в теплице 21 линию пшеницы с такой заменой, исходный сорт 'Chinese Spring' и Aegilops searsii.
• Растения обработали высокими дозами гербицида галаксифен-метила.
• 'Chinese Spring' показал минимальные повреждения благодаря естественной устойчивости.
• Aegilops searsii оказался высокочувствительным к гербициду.
• Ключевой результат: растения пшеницы с заменой хромосомы 5A на хромосому 5S также стали высокочувствительными. Это указывает, что гены, отвечающие за естественную толерантность к галаксифен-метилу, расположены именно на хромосоме 5A.

Растения с заменой на хромосоме 5B проявили чувствительность только при самой высокой дозе гербицида, что говорит о возможной второстепенной роли этого участка. Хромосома 5D, по-видимому, не играет существенной роли в детоксикации.

Это исследование, опубликованное в Scientific Reports, впервые применило метод «чужеродной замены» для поиска генов устойчивости к гербицидам. Оно сузило область поиска с 21 хромосомы до одной (5A), что позволит в будущем сосредоточить усилия на идентификации конкретных генов, ответственных за этот признак.