Сорго, близкий родственник кукурузы, протестирован на устойчивость к болезням на фермах Пенсильвании
Поскольку сорго может стать важной культурой для фермеров Пенсильвании, исследователи из Университета Пенсильвании в новом исследовании протестировали более 150 линий зародышевой плазмы этого растения на устойчивость к грибку, который, вероятно, будет препятствовать его производству.
Сорго, близкий родственник кукурузы, ценно как источник пищи для людей, корма для животных и биотоплива. Возможно, его наиболее примечательное свойство — это то, что производимое им зерно не содержит глютен. Будучи засухоустойчивым и требующим для роста меньшего количества питательных веществ, чем кукуруза, сорго кажется культурой, которая хорошо подходит для климата Пенсильвании в условиях потепления. Но его восприимчивость к грибковым заболеваниям проблематична.
«В других регионах, где сорго выращивают давно, на него нападает грибковый патоген, вызывающий болезнь под названием антракнозный ожог листьев, что снижает его урожайность», — сказал соавтор исследования Суриндер Чопра, профессор генетики кукурузы.
Исследование состояло из трёх частей, чтобы оценить вероятность возникновения проблемы с антракнозом при выращивании сорго в Пенсильвании и найти устойчивые к болезни растения.
Полевые исследования и сбор образцов
- В 2011, 2012 и 2016 годах в шести локациях Пенсильвании (округа Блэр, Ланкастер, Дофин, Сентер, Бедфорд и Ливан) проводился мониторинг наличия грибка Colletotrichum, вызывающего антракноз, на коммерческих полях сорго.
- Были собраны образцы почвы, растений и растительных остатков после сорго или кукурузы.
Полевые испытания устойчивости
- 158 линий сорго были выращены на Исследовательской сельскохозяйственной станции Рассела Э. Ларсона в Рок-Спрингс и протестированы на уязвимость и устойчивость к естественным штаммам грибка антракноза.
- Материал для многих линий был получен от Международного института исследований сельскохозяйственных культур в полузасушливых тропиках (ICRISAT, Индия).
- Другие линии были из сортов, которые группа Чопры выводила на участках в Рок-Спрингс годами, а также из таких источников, как исследовательские станции Службы сельскохозяйственных исследований USDA (Джорджия, Небраска, Техас), Техасский A&M и Национальная система растительных генетических ресурсов.
Тепличные испытания
- Было отобрано 35 линий сорго, проявивших устойчивость в полевых испытаниях.
- В теплицах кампуса их искусственно заражали патогеном и оценивали степень развития антракнозного ожога листьев.
Результаты
- Симптомы антракноза наблюдались на старых и отмирающих листьях сорго в Пенсильвании.
- После оценки 158 линий и коммерческих гибридов в полевых и тепличных тестах были обнаружены источники устойчивости к антракнозному ожогу листьев.
- Многие протестированные линии были улучшены в нескольких штатах США и других частях мира и могут быть полезны в селекционных программах для Пенсильвании и северо-востока США.
- Несколько линий, полученных от ICRISAT, показали высокий уровень устойчивости в полевых условиях.
Исследование было проведено в преддверии широкого распространения выращивания сорго в Пенсильвании, когда антракноз, как ожидается, станет проблемой для фермеров.
«Наше исследование — первое, посвящённое изучению частоты, разнообразия и распространения видов грибов Colletotrichum на сорго в Пенсильвании, и первое, направленное на поиск устойчивых к болезням штаммов, которые будут лучше всего расти на северо-востоке», — пояснил Чопра.
Полученные данные помогут разработать рекомендации для производителей сорго по управлению и профилактике накопления инфекционного начала и вспышек болезни.