Пшеничные посевы во всем мире подвержены заболеванию вирусом желтой мозаики пшеницы (WYMV), поэтому существует высокий спрос на разновидности или сорта пшеницы, которые могут противостоять этому вирусу.
Опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences исследование показало, что ген устойчивости существует и произошел он от древнего средиземноморского дикого растения, родственника пшеницы, пишет портал Рhys.org.
Ведущий исследователь Мельбурнского университета доктор Мохаммад Пурхейрандиш, автор работы, отметил: «Это открытие поможет в разработке устойчивых сортов пшеницы, повысит урожайность и сократит использование агрохимических фунгицидов. Оно также подчеркивает необходимость сохранения биоразнообразия для защиты глобальной продовольственной безопасности».
WYMV обесцвечивает листья, замедляет рост и снижает урожай зерна до 80%, а передается почвенным грибом, который колонизирует корни растений пшеницы. Микроскопические грибные споры, содержащие WYMV, могут жить в почве до десяти лет. Хотя фунгициды убивают споры и останавливают передачу вируса, обработки дорогостоящие.
«Жизнеспособной альтернативой является выборочная селекция или генная инженерия пшеницы с устойчивостью к WYMV, - говорит доктор Пурхейрандиш. - До этого исследования мы знали, что доминантный ген под названием Ym2 снижает воздействие WYMV на растения пшеницы более чем на 70%, но не понимали, как ген достиг этого».
Исследовательская группа использовала метод, называемый позиционным клонированием, чтобы найти ген Ym2 на хромосоме мягкой пшеницы, и обнаружила, что последовательность его ДНК кодирует белок типа, известного как NBS-LRR. Эти белки являются «стражами», которые обнаруживают патогены и запускают иммунный ответ у растений.
«Теперь, когда мы знаем последовательность ДНК гена, мы можем выбрать племенные линии, несущие Ym2, просто проанализировав ДНК из небольшого кусочка листа, даже без этапа инокуляции вируса, - сказал доктор Пурхейрандиш. - Это также облегчит поиск вариантов Ym2 у диких родственников пшеницы, что может обеспечить превосходную устойчивость к болезням для дальнейшего улучшения урожая».
ДНК современной пшеницы является химерной, то есть ее генетический материал происходит от нескольких растений-предков в результате естественного скрещивания или гибридизации с последующим селекционным скрещиванием людьми.
Сравнивая последовательности ДНК родственных видов, ученые обнаружили, что Ym2 в современной мягкой пшенице происходит от древнего дикого растения под названием Aegilops sharonensis, произрастающего в странах Восточного Средиземноморья. Подобный ген встречается у Aegilops speltoides, другого дикого предка мягкой пшеницы.
«Эти дикие виды в какой-то момент должны были скрещиваться с культивируемой пшеницей и передавать генетическую устойчивость, которая сейчас так важна с коммерческой точки зрения, - говорит доктор Пурхейрандиш. - Исконные дикорастущие растения – богатый источник полезных свойств для современных селекционеров как с точки зрения устойчивости, так и производства здоровой пищи».
(Источник: phys.org. Фото: Дмитрий Лукьянов).
