Гены, ответственные за побурение листьев сорго после обработки пестицидами, идентифицированы

Сорго — древняя зерновая культура, которая становится известной как суперфуд из-за высокой питательной ценности и отсутствия глютена. Оно используется в пищевой промышленности, для производства кормов, биотоплива и химикатов. Однако урожайность сорго снижает его чувствительность к органофосфатным пестицидам, вызывающим побурение листьев, гибель клеток и увядание.

Исследователи из Университета Окаямы (Япония) изучили клеточные механизмы, вызывающие чувствительность к органофосфатам (OPS) у сорго. В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, они показали, что за OPS ответственны гены, кодирующие белок NB-LRR. Механизм повреждения, вызванного органофосфатами, оказался сходным с тем, который возникает при патогенных инфекциях у растений.

Учёные скрестили чувствительный к органофосфатам японский сорт Такакиби (NOG) с устойчивым сортом BTx623. Все потомство проявило OPS, что указало на доминантный характер этого признака.

С помощью метода картирования локусов количественных признаков (Quantitative trait locus mapping) была выявлена ассоциация OPS с регионом на хромосоме 5. В этом регионе идентифицированы три гена, вероятно кодирующие белок NB-LRR. Этот белок расположен на внешней мембране клеток растений и распознаёт внешние агенты, включая патогены. Установлено, что именно ген NLR-C — функциональный у сорта NOG и нефункциональный у BTx623 — ответственен за OPS по доминантному типу.

Это открытие закладывает основу для селекции сортов сорго, устойчивых к обработке органофосфатами, что важно для продовольственной безопасности, производства биомассы и биотоплива. Полученные данные могут также помочь в развитии устойчивого сельского хозяйства с правильным использованием пестицидов, поскольку признак OPS наблюдается и у других важных культур, включая томат.