Обнаружена причина устойчивости пшеницы к фузариозу колоса
Ученые определили механизм устойчивости пшеницы к опасному заболеванию, что позволит селекционерам выводить более урожайные сорта.
Фузариоз колоса (FHB) — это грибковое заболевание, поражающее колос пшеницы. Оно вызывает сморщивание зерен, выработку токсинов, изменение цвета растения и делает его несъедобным для людей и животных. Болезнь также известна как "парша" или "гниль".
"Фузариоз — огромная проблема во всем мире", — заявил д-р Рашид Лахлали, научный сотрудник по исследованиям в области инноваций в растениеводстве CLS. "В некоторых регионах он может поражать до 50% урожая во всем мире. Очевидно, это огромная проблема".
FHB поражает посевы пшеницы и ячменя в Канаде и по всему миру. Вспышки заболевания в последние годы зарегистрированы в Китае, некоторых районах Южной Африки, Восточной Европы, Южной Америки и США.
Исследование с использованием синхротрона
Лахлали и исследовательская группа из CLS, Национального исследовательского совета Канады, Университета Саскачевана и Министерства сельского хозяйства и продовольствия Канады использовали синхротрон для визуализации здоровых и зараженных колосьев и цветков пшеницы, чтобы понять развитие и прогрессирование болезни.
"С помощью синхротрона мы пытались понять, как гриб заражает растение, и увидеть, какие изменения происходят", — пояснил Лахлали. "И мы обнаружили биохимические маркеры в точке начала заражения".
Понимание механизма заражения пшеницы FHB станет большим преимуществом для селекционеров, пытающихся вывести устойчивые к болезни сорта.
Новые методы визуализации
Команда использовала новые методы, разработанные в CLS, для визуализации живых растений пшеницы. Обычно для подобных экспериментов растения необходимо уничтожать или повреждать, но с помощью синхротронных методов группа смогла наблюдать изменения во времени. Объединив данные двух различных экспериментов — фазово-контрастной рентгеновской визуализации и инфракрасной спектроскопии — группа проверила гипотезу о том, что структурные и биохимические различия между устойчивыми и восприимчивыми растениями играют значительную роль в формировании устойчивости к FHB.
Результаты и перспективы
Результаты выявили значительные различия между зараженными и незараженными растениями, предоставив ценную информацию как о самой инфекции, так и о будущих методах визуализации растений.
"Мы смогли увидеть различия в пшенице, зараженной грибком, и наши эксперименты показали, что структуры могут быть утрачены или изменены, демонстрируя нам признаки, которые можно изменить, чтобы растения стали устойчивыми к FHB".
Лахлали заявил, что следующий шаг — изучить другие части растения, включая клеточную стенку, чтобы определить структуры и иммунные механизмы, которые могут привести к созданию лучших сортов.
"Наша цель — идентифицировать биохимические маркеры устойчивости к фузариозу, чтобы селекционеры могли использовать надежный и быстрый метод скрининга для выведения более устойчивых к FHB типов пшеницы".