Усиленный контроль над пшеничным клещом найден в генах

Сильные ветра на плато Техас способствуют распространению вирусных заболеваний пшеницы, переносимых пшеничным клещом (wheat curl mite). Культурные методы борьбы малоэффективны, так как ветер разносит клещей и, как следствие, такие разрушительные заболевания, как вирус мозаичной полосатости пшеницы (wheat streak mosaic virus).

В статье, опубликованной в журнале Crop Science, исследовательская группа по генетике пшеницы под руководством доктора Шую Лю из Texas A&M AgriLife Research в Амарилло показала, что решение проблемы лежит в области генетики.

Проблема начинается с практики раннего посева пшеницы для выпаса скота. Ранняя пшеница подвержена заражению пшеничным клещом и, соответственно, вирусным заболеваниям. Исследования показали, что линии пшеницы с устойчивостью к клещу обычно демонстрируют снижение ущерба от переносимых им вирусов.

Команда применила двухсторонний подход:

1. Изучение клещей для определения наиболее поражаемых ими культур.
2. Изучение сортов пшеницы для выявления максимальной устойчивости и её причин.

С помощью молекулярных методов были дифференцированы различные популяции клещей. Была идентифицирована техасская популяция, вирулентная к линиям пшеницы с транслокациями ржи, и установлено, что сорта только с фрагментом хромосомы ржи будут восприимчивы.

Также были идентифицированы гены внутри пшеницы, обеспечивающие устойчивость к клещу. Это привело к созданию нового валидированного протокола для скрининга линий и сортов озимой твердой пшеницы на устойчивость к пшеничному клещу.

При скрининге относительно высокое количество линий из селекционной программы Texas A&M проявило устойчивость, что в основном связано с использованием в скрещиваниях источников от сорта TAM 112. Этот популярный сорт, известный засухоустойчивостью, ранее был идентифицирован как устойчивый к пшеничному клещу и вирусу мозаичной полосатости в полевых условиях.

Новый протокол позволил определить, что TAM 112 и его производные линии, включая TAM 204, несут ген устойчивости от Aegilops tauschii (однолетнего козлятника — предка хлебной пшеницы). Устойчивость TAM 112 обеспечивается влиянием как Aegilops tauschii, так и ржи. Ген от ржи не работает против некоторых популяций клеща в Техасе, но сохраняет ценность во многих полевых условиях.

Это исследование проясняет, почему некоторые потомки TAM 112 не были стабильно устойчивыми: только ген от Aegilops tauschii обеспечивает устойчивость к наиболее распространенному штамму пшеничного клеща.

Теперь селекционеры могут создавать другие устойчивые сорта, используя генетические маркеры для отбора наиболее эффективного гена и избегая тестирования линий с нестабильной устойчивостью.