Новые перспективы для создания ячменя, устойчивого к мучнистой росе

Исследование Университета Аделаиды открыло путь для выведения новых линий ячменя, устойчивых к мучнистой росе.

В Австралии ежегодное производство ячменя (7-8 млн тонн) уступает только пшенице. Мучнистая роса — одно из самых значимых заболеваний ячменя.

Старший научный сотрудник доктор Алан Литтл и его команда обнаружили состав особых наростов на клеточных стенках растений ячменя, которые блокируют проникновение грибка в лист.

Исследование, проведенное Центром передового опыта ARC по клеточным стенкам растений в сотрудничестве с Институтом генетики растений и исследований сельскохозяйственных культур им. Лейбница (Германия), будет представлено на 5-й Международной конференции по биологии клеточной стенки растений и опубликовано в журнале New Phytologist.

Проблема и ее последствия

• Мучнистая роса — глобальная проблема для ячменя.
• Заражение может снизить урожайность до 25%.
• Качество зерна может понизиться с пивоваренного до фуражного, что ведет к потере рыночной стоимости.
• В Австралии у грибка развилась устойчивость к наиболее распространенному классу фунгицидов, что делает селекцию устойчивых сортов еще более важной.

Механизм защиты растений

• Споры грибка образуют трубку, которая пробивает клеточную стенку, чтобы питаться соками растения.
• Растение формирует вокруг места инфекции пробку из клеточного материала — папиллу.
• Эффективные папиллы блокируют проникновение грибка.

Ключевое открытие

Ранее считалось, что основной компонент папиллы — полисахарид каллоза. Используя новые методы, исследователи показали, что в эффективных папиллах в значительных концентрациях присутствуют и играют ключевую роль еще два полисахарида:

• Арабиноксилан

• Целлюлоза

По словам доктора Литтла, каллоза действует как начальная пробка, а арабиноксилан и целлюлоза заполняют щели в стенке, делая ее намного прочнее.

Результаты и перспективы

В рамках PhD-проекта Джамиль Чоудхури показал, что эффективные папиллы содержат до четырех раз более высокую концентрацию каллозы, арабиноксилана и целлюлозы по сравнению с неэффективными пробками.

Это знание дает новые цели для селекции. Теперь можно искать способы увеличения содержания этих полисахаридов в растениях ячменя для создания более устойчивых линий, доступных для фермеров.