Гены, защищающие ячмень от мучнистой росы

Международная исследовательская группа идентифицировала два гена, которые могут помочь защитить ячмень от поражения мучнистой росой.

Исследование под руководством Университета Аделаиды (Австралия) и Института генетики растений и исследований культурных растений им. Лейбница (IPK, Германия) предоставит селекционерам новые мишени для создания линий ячменя, устойчивых к мучнистой росе.

Было показано, что два гена — HvGsl6 и HvCslD2 — связаны с накоплением каллозы и целлюлозы соответственно. Эти два полисахарида играют важную роль в блокировании проникновения грибка мучнистой росы через клеточную стенку растения.

В двух отдельных статьях в журнале New Phytologist исследователи показали, что «выключение» (silencing) этих генов приводит к снижению накопления каллозы и целлюлозы в клеточных стенках и повышению восприимчивости растений ячменя к грибку. И наоборот, сверхэкспрессия гена HvCslD2 усилила устойчивость ячменя.

Мучнистая роса — серьёзное заболевание ячменя во всём мире, и недавно была отмечена устойчивость к наиболее часто используемому для борьбы с ней фунгициду. Создание ячменя с улучшенной устойчивостью поможет производителям увеличить урожайность и сохранить высокое качество.

В ходе коэволюции растений и патогенов у растений-хозяев выработался широкий спектр защитных стратегий. Одна из самых ранних наблюдаемых защитных реакций — формирование утолщений клеточной стенки, называемых папиллами, в месте заражения грибком. Они физически блокируют проникновение грибка в клетки растения.

В папиллах ячменя содержатся каллоза и целлюлоза, а также другие полисахариды, но гены, участвующие в накоплении этих углеводов в клеточной стенке, ранее не были идентифицированы.

Эти новые гены представляют собой интересные мишени для повышения устойчивости к проникновению через клеточную стенку у ячменя и, возможно, других злаков. Теперь их можно использовать для поиска молекулярных маркеров для селекции и внедрения повышенной устойчивости в современный ячмень.