Новые данные о резистентности пшеницы к ржавчине

Более 20 лет большая международная группа исследователей, включая учёных из Орхусского университета, целенаправленно изучала ген, защищающий пшеницу от жёлтой ржавчины. Это широко распространённое и серьёзное грибковое заболевание, наносящее глобальный ущерб урожаю пшеницы. Новые знания — важный элемент в создании устойчивых к болезни сортов. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Угроза жёлтой ржавчины

Около 88% мирового производства пшеницы восприимчиво к жёлтой ржавчине. Консервативная оценка: болезнь уничтожает минимум 5 миллионов тонн урожая ежегодно. Патогенный гриб быстро эволюционирует, создавая новые вирулентные штаммы, что ведёт к постоянной «гонке вооружений» между селекционерами и грибком.

Механизм защиты

Исследователи сосредоточились на последовательности гена устойчивости Yr15 в пшенице, известного своей высокой эффективностью против жёлтой ржавчины. Было обнаружено, что Yr15 имеет уникальный механизм действия. Учёные из Орхусского университета исследовали, как ген предотвращает рост грибка внутри заражённого растения.

«Новое и захватывающее открытие в том, что мы обнаружили: Yr15 работает иначе, чем другие гены устойчивости. Он запускает защитные реакции на раннем этапе инфекционного процесса, и мы нашли лишь один случай, когда грибку удалось обойти эту защиту», — говорит профессор Могенс Стёвринг Ховмёллер.

Для селекции устойчивых культур необходим доступ к генам, представляющим весь спектр механизмов действия, чтобы при преодолении грибком одной защиты другие гены могли предотвратить заболевание.

С помощью продвинутой микроскопии исследователи наблюдали фактические защитные реакции, связанные с устойчивостью Yr15. В работе использовалась широкая коллекция изолятов гриба из Global Rust Center в Орхусе, где хранятся образцы со всего мира для исследований ржавчины пшеницы.