Устойчивость к фузариозу у твердой пшеницы
Твердая пшеница — ценная зерновая культура, широко используемая для питания человека в США, Канаде и ряде европейских стран. Фузариоз колоса — одно из самых серьезных заболеваний этой культуры, снижающее урожайность и качество зерна. Существующие сорта твердой пшеницы не имеют устойчивости к этому широко распространенному заболеванию.
В рамках проекта по улучшению зародышевой плазмы твердой пшеницы (Durum Germplasm Enhancement Project, DGE) доктор Прем Джаухар и сотрудники Исследовательской лаборатории северных культур USDA-ARS в Фарго (Северная Дакота) обнаружили, что диплоидный пырей содержит гены, необходимые для устойчивости к фузариозу. Команда создала новую линию пшеницы под названием DGE-1, включив в сорта твердой пшеницы специфическую хромосому пырея 1E. Выпущенная в 2008 году линия DGE-1 имеет 30 хромосом: 28 от твердой пшеницы и пару от пырея. Это первый случай, когда линия пшеницы с повышенной толерантностью к фузариозу была получена в рамках проекта DGE доктора Джаухара.
Однако для стабильной устойчивости к фузариозу необходимо перенести гены устойчивости с добавленной хромосомы пырея в родственные хромосомы твердой пшеницы. Этот перенос наиболее вероятен, когда целевые хромосомы находятся в одинарной дозе, но в норме хромосомы находятся парами. В результате нескольких скрещиваний с участием линии DGE-1 доктору Джаухару удалось получить гибридные штаммы твердой пшеницы, в которых хромосома пырея 1E заместила свои аналоги — хромосомы 1A и 1B твердой пшеницы. Команда Джаухара использовала методику для идентификации хромосом пырея, включенных в твердую пшеницу. Используя молекулярные маркеры для этих конкретных хромосом, ученые смогли идентифицировать их быстро и экономично.
«Эти исследования по хромосомной инженерии помогут осуществить геномную реконструкцию, которая будет иметь далеко идущие последствия как для фундаментальных, так и для прикладных исследований пшеницы», — сказал Джаухар. Эти исследования продолжаются в Отделе исследований зерновых культур Исследовательской лаборатории северных культур USDA-ARS в Фарго.