Благодаря новому исследованию, проведенному исследовательской группой под руководством Мадана Бхаттачарьи, профессора кафедры агрономии Университета штата Айова, появилась надежда на защиту в будущем от некоторых серьезных угроз для сои, в том числе от синдрома внезапной смерти сои (СДС) и нематод соевых кист. Повышение устойчивости к SDS, одной из основных причин потери урожая соевых бобов, было первоначальной целью Бхаттачарьи в изменении генетики сои.

SDS вызывается почвенным грибком (Fusarium virguliforme), который поражает корни растения сои. Симптомы SDS обычно проявляются на листьях после цветения, когда на листьях обнаруживаются разбросанные желтые пятна между жилками. Больные растения будут иметь сгнившие стержневые и боковые корни, поэтому к тому времени, когда фермер увидит обесцвеченные листья, будет уже слишком поздно.

«Синдром внезапной смерти регулярно заканчивается как одно из самых разрушительных заболеваний соевых бобов в северном центральном регионе, со средним убытком в 72,8 миллиона долларов каждый год только в Айове», — сказал Дарен Мюллер, координатор программы комплексной борьбы с вредителями в штате Айова.

Работа Бхаттачарьи может изменить правила игры для фермеров, выращивающих сою. Он и его команда смогли идентифицировать ген, который, если его «включить», может обеспечить повышенную устойчивость к SDS и другим вредителям сои.

«Этот ген был обнаружен только в бобовых, и некоторых других культурах, таких как какао, джут и хлопок», — заявил Бхаттачарья, — «Экспрессия этого гена очень быстро подавляется после заражения F. virguliforme. Для сверхэкспрессии гена мы заменили часть гена на три других соевых гена, которые индуцируются во время инфекции».

Исследователи протестировали свои трансгенные линии с избыточной экспрессией идентифицированного гена в течение четырех вегетационных сезонов. Они обнаружили, что до 91% трансгенных растений показали устойчивость к SDS, что не влияло на потенциал урожайности. Более того, ученые были удивлены, увидев, что трансгенные растения сои проявляют устойчивость не только против F. virguliforme, но также и против паутинных клещей, соевой тли и, что наиболее важно, нематоды цист сои.

Соевые цисты нематоды, патоген номер один в США, вызывают снижение урожайности на сумму более 1,2 миллиарда долларов в год. Результаты были недавно опубликованы в рецензируемом «Журнале биотехнологии растений». Соавторами Бхаттачарьи были ученые-исследователи Мишлин Н. Нгаки, Дипак К. Саху и Бинг Ван из лаборатории Бхаттачарьи, департамента агрономии.

Команда Бхаттачарьи продолжает изучать механизмы, используемые сверхэкспрессируемым геном для индукции устойчивости широкого спектра в трансгенных линиях сои. Они заметили, что, по-видимому, наблюдаемым геном регулируется более 20 сигнальных генов для защитных реакций. Научные работники полагают, что дальнейшие исследования и испытания могут установить ген как «главный переключатель» для защиты от множественных патогенов и вредителей.

Исследование было поддержано Национальным институтом продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США и Ассоциацией соевых бобов Айовы (ISA).
«Правление ISA поддерживает работу доктора Бхаттачарьи в течение нескольких лет. Вступая в этот проект, наши фермеры поняли, что это более долгосрочное, рискованное и более фундаментальное исследование, которое может потерпеть неудачу. Но они инициировали и поддержали инвестиции, потому что увидели инновационный и уникальный потенциал исследования, который потенциально может предоставить новые генетические инструменты для борьбы с SDS», — заявил Эд Андерсон, старший директор по исследованиям ISA.

Он отметил, что по мере продвижения работы стало очевидно, что ген может влиять на механизм устойчивости к множеству патогенов и вредителей.

«Если результаты работы доктора Бхаттачарьи будут и дальше подтверждаться, это будет первый отчет о единственном биотехнологическом гене, который порождает соевые бобы с устойчивостью к SCN, SDS, тлям и паутинным клещам. Это было бы новаторским с точки зрения науки и потенциально высоко ценилось бы с коммерческой точки зрения. Впечатляющий пример того, как соевые бобы помогают в исследованиях и разработках университетов», — резюмировал старший директор по исследованиям ISA.

 

*по информации из открытых источников

 

 

Читайте также:

Что будет с климатом: новые исследования

Юрій Дробязко: соя потребує делікатної сівби

Исследователи разработали новую технологию скрининга пшеницы на стрессоустойчивость

Норвежские исследователи разработали новый метод выращивания, вдохновившись колониями НАСА на Марсе