Фото: із відкритих джерел
Канадські науковці ідентифікували у сорті спельти CDC Silex домінантний ген QYr.cbl-5D, що забезпечує майже повну й тривалу стійкість дорослих рослин до жовтої іржі. Водночас під час перенесення ділянки хромосоми в м’яку пшеницю ефект зникав — імовірно через домінантний ген-супресор у геномі хлібної пшениці.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на сайт Global Agriculture.
Дослідники з Університету Британської Колумбії, Університету Альберти та Crop Development Centre при Університеті Саскачевану повідомили про виявлення в одній із форм спельти гена, який надає рослинам майже повну, тривалу стійкість до жовтої іржі (stripe rust). Результати опубліковано 1 жовтня в журналі Theoretical and Applied Genetics.
Жовта іржа, яку спричиняє гриб Puccinia striiformis, залишається однією з найшкідливіших хвороб пшениці у світі. У матеріалі зазначено, що вона коштує світовому виробництву пшениці орієнтовно мільярд доларів або більше щороку, а багато генів стійкості, які селекціонери раніше вводили в м’яку пшеницю, з часом «ламалися» через появу нових рас патогена. Тому расонезалежна й довговічна стійкість є особливо цінною для селекції.
Що саме знайшли в CDC Silex
Ген стійкості виявили у CDC Silex — сорті спельти, який, за описом авторів, демонстрував «майже імунну» стійкість дорослих рослин: у міру достигання рослин посіви значною мірою уникали пошкоджень від хвороби після ранніх фаз розвитку.
Картування гена та ймовірний механізм
Схрещування CDC Silex із чутливим до жовтої іржі сортом м’якої пшениці показали, що стійкість контролюється одним домінантним геном, який назвали QYr.cbl-5D.
За допомогою bulked segregant analysis sequencing (секвенування з аналізом «змішаних» пулів) ген локалізували в ділянці хромосоми 5D розміром приблизно 0,31 Мб. У цьому інтервалі передбачено шість генів-кандидатів. Найімовірнішим кандидатом на роль гена стійкості автори називають ген, що кодує білок із DnaJ-доменом та цинк-пальцевим ДНК-зв’язувальним доменом. Водночас у матеріалі підкреслено, що для підтвердження потрібна подальша робота з клонування.
Окремо зазначається, що маркери, зчеплені з локусом QYr.cbl-5D, можуть допомогти селекціонерам ефективніше відстежувати цю ознаку в програмах зі спельтою та в потенційних схрещуваннях для перенесення стійкості в інші типи пшениці.
«Пастка»: у м’якій пшениці стійкість зникає
Неочікуваним результатом стало те, що після перенесення резистентного сегмента хромосоми зі спельти в м’яку пшеницю стійкість повністю зникала. Команда дійшла висновку, що в м’якій пшениці, ймовірно, є ще не ідентифікований домінантний ген-супресор, який «заглушує» (silences) прояв спельтової стійкості в цьому генетичному тлі.
На думку дослідників, ідентифікація такого супресора потенційно може відкрити шлях до використання захисту, який дає QYr.cbl-5D, в елітних сортах м’якої пшениці без опори на генетичну модифікацію — адже сама ознака походить від спорідненого виду пшениці, а не від «чужорідного» організму. Втім, доки супресор не знайдуть і не нейтралізують, стійкість фактично залишається в межах програм зі спельтою.
Що це може означати для виробництва
У публікації також наголошено на практичній зацікавленості виробників у Західній Канаді, де жовта іржа в останні сезони стала більш постійною проблемою. Дослідження фінансували, зокрема, Міністерство сільського господарства Саскачевану, Saskatchewan Wheat Development Commission, Alberta Grains та Manitoba Crop Alliance.
Автори зазначають, що зменшення залежності від фунгіцидних обробок для контролю жовтої іржі могло б знизити витрати та екологічний слід виробництва пшениці в уражених регіонах — за умови, що стійкість вдасться зрештою перенести в комерційні сорти м’якої пшениці.