Здоровое зерновое волокно помогает ячменю противостоять вредителям
Исследование в кампусе Уэйт Университета Аделаиды пролило свет на действие серьёзного сельскохозяйственного вредителя — злаковой цистообразующей нематоды, что поможет в создании улучшенных устойчивых сортов.
Опубликованное в журнале New Phytologist, исследование показало, как состав клеточной стенки, окружающей места питания этих крошечных паразитических червей в корнях растений, различается между устойчивыми и восприимчивыми сортами ячменя.
«Вид клетчатки, который мы обычно ассоциируем с цельнозерновыми и здоровыми продуктами — бета-глюкан — накапливается в клеточных стенках, окружающих места питания нематоды у устойчивого сорта Chebec, но не у восприимчивого сорта Skiff», — говорит автор-корреспондент, научный сотрудник ARC Университета Аделаиды доктор Мэтью Такер.
Исследование — это коллаборация между Центром передового опыта ARC в области клеточных стенок растений (Университет Аделаиды) и Южно-Австралийским научно-исследовательским институтом развития (SARDI). Его возглавляют доктор Такер и профессор Дайан Мазер, заведующая кафедрой улучшения сельскохозяйственных культур им. Дж. А. Т. Мортлока.
Злаковая цистообразующая нематода — это микроскопический паразитический червь, обитающий в почвах и заражающий корни зерновых культур, таких как ячмень, пшеница и овёс. Это влияет на рост корней, приводит к плохому усвоению питательных веществ, снижению урожайности и, у восприимчивых сортов, к увеличению количества яиц червей в почве для последующего заражения.
«К счастью, многие сорта ячменя обладают генетической устойчивостью к злаковой цистообразующей нематоде; в этих случаях черви проникают в корни, но относительно немногие самки развиваются до зрелости. Сравнивая цикл заражения цистообразующей нематодой у устойчивых и восприимчивых сортов ячменя, мы можем выявить изменения, которые могут быть частью естественных защитных стратегий», — говорит доктор Такер.
Потери урожая, связанные с паразитическими цистообразующими нематодами, оцениваются примерно в 10% по всему миру, что составляет около 100 миллиардов долларов годового ущерба для мирового сельского хозяйства. Только в Австралии потери из-за злаковой цистообразующей нематоды оцениваются в 84 миллиона долларов в год, но могут достигать 600 миллионов долларов, если не применять текущие меры контроля.
«Мы считаем, что изменение количества бета-глюкана вокруг мест питания нематоды в корнях ячменя может влиять на приток питательных веществ в место питания и, как следствие, в нематоду», — говорит доктор Такер.
«Мы также определили несколько новых генов, на которые влияет заражение нематодой и которые могут влиять на уровень бета-глюкана как ответ на инфекцию в корнях ячменя. Мы намерены использовать эту информацию для выявления сортов с различным составом клеточной стенки в корнях и определения влияния на устойчивость, что, возможно, приведёт к новым мишеням для стратегий устойчивости у ячменя и других зерновых культур».
Это исследование также поддерживается Корпорацией исследований и разработок зерновых культур (GRDC).