Вредители и болезни ежегодно приводят к потере одной пятой мирового урожая пшеницы. Из этого объема зерновых можно было бы произвести около 290 миллиардов буханок хлеба. Решение проблемы возникновения грибковых заболеваний, в том числе и ржавчины, поражающих пшеницу, может помочь обеспечить будущую продовольственную безопасность, сообщает phys.org

Исследователи KAUST вместе с учеными из Южной Африки, Франции и США выделили самый точный геном пшеницы. Это ключевой южноафриканский сорт пшеницы под названием Кариега, который обладает высокой устойчивостью к полосатой ржавчине, одному из трех видов этого заболевания. Используя этот геном, исследователи идентифицировали и клонировали ключевой ген, который придает устойчивость к полосатой ржавчине.

«Споры грибка разносятся ветром и могут перемещаться на тысячи километров, что означает быстрое распространение новых и высоковирулентных штаммов», - говорит Навеенкумар Атияннан, который работал над проектом вместе с Майклом Абруком из KAUST и Саймоном Краттингером. – «В отличие от людей, растения не обладают адаптивной иммунной системой, которая помогает им «запоминать» инфекции. Вместо этого их способность противостоять определенным заболеваниям кодируется генами устойчивости к болезням».

Пшеница обладает динамичным и сложным геномом, в пять раз превышающим геном человека. Это делает чрезвычайно сложным точное определение местоположения определенного гена. Более того, гены устойчивости к болезням часто различаются у разных сортов пшеницы. Секвенирование генома Кариеги, в частности, важно для понимания устойчивости к полосатой ржавчине.

Исследователи объединили новейшие методы секвенирования ДНК для сборки генома, прежде чем провести обширный анализ с использованием молекулярных маркеров для определения точного местоположения нужной хромосомы, которая придает устойчивость к грибковому заболеванию.

В результате удалось идентифицировать ген устойчивости к полосатой ржавчине как Yr27, который затем ученые клонировали для изучения функции гена и молекулярных механизмов устойчивости. В будущем клонированные гены могут быть переданы сортам во время селекции и даже могут быть изменены, чтобы изменить распознавание болезней.

Теперь ученые планируют клонировать 400 генов устойчивости, обнаруженных в пшенице, что даст реальный шанс искоренить основные болезни пшеницы.

Фото - pexels.com