Ученые нашли гены, защищающие пшеницу от паразитов
Международная группа ученых идентифицировала гены, которые защищают пшеницу от паразитического грибка Magnaporthe oryzae. Исследователи также разработали метод, который позволяет находить у пшеницы гены резистентности к болезням, характерным для той или иной местности. Работа опубликована в журнале Nature Plants.
Пшеница остается важнейшим ресурсом для изготовления продуктов питания для людей и корма для животных. Однако сейчас Южную Америку, Южную Азию затронуло заболевание пшеницы, которое вызывается паразитическим грибком Magnaporthe oryzae. Эксперты обеспокоены тем, что это заболевание дойдет и до Европы, так как споры грибка могут переноситься вместе с путешествующими людьми или с зернами пшеницы. Поэтому необходимо найти способ предотвращать распространение этого грибкового заболевания и защищать от него растения.
Ученые воспользовались так называемой коллекцией Уоткинса, чтобы выявить линии пшеницы, устойчивой к заражению грибком. Коллекция Уоткинса была собрана в 1930-х годах и содержит более 300 линий пшеницы. Они обладают высоким разнообразием, так как были собраны до интенсивного скрещивания линий пшеницы. Ученые проверили устойчивость линий пшеницы к патогену, подействовав на ростки и колоски пшеницы из коллекции Уоткинса изолятом Magnaporthe oryzae. Затем они отобрали устойчивые растения и провели анализ с помощью метода AgRenSeq. Он позволяет найти участки генома, связанные с устойчивостью к патогенам. В результате исследователи нашли ген Rwt3, который регулирует ген NLR. NLR кодирует защитные белки, которые выявляют молекулы, связанные с патогеном, и запускают защитный ответ. Подобным образом действуют антитела у животных. Также исследователи обнаружили другой ген — Rwt4, кодирующий тандемную киназу. Такой ген присутствовал у Aegilops tauschii — дикого предка современной пшеницы. Далее ученые провели тепличные эксперименты, в которых выращивали растения с выключенными генами Rwt3 и Rwt4. Такие мутанты потеряли устойчивость к патогену, что подтверждает важность этих генов. Что интересно, разновидность гена Rwt4, которая называется Pm24, также защищает пшеницу от другой грибковой болезни — мучнистой росы.
Метод, предложенный учеными, позволять находить гены устойчивости к видам патогенов, характерных для конкретной местности. Также работа показывает, что гены можно идентифицировать в диких предках или в коллекциях, а затем проверять результаты на современных растениях.
Теперь ученые планируют предоставить данные о генетических маркерах, связанных с устойчивостью к болезни, Международному центру улучшения кукурузы и пшеницы. Благодаря этому эксперты центра смогут убедиться в наличии таких генов в линиях пшеницы, доступных в их коллекции, и смогут вывести устойчивую к болезни пшеницу.
