Международная группа исследователей добилась значительных успехов в борьбе с печально известной болезнью картофеля Phytophthora infestans. Было показано, что новый ген, обнаруженный в растении Solanum americanum (семейство широко распространенных дикорастущих растений черного паслена), делает картофель устойчивым к девятнадцати испытанным вариантам P. infestans.
Грибок Phytophthora infestans вызывает фитофтороз и в прошлом приводил к большому голоду и социальным беспорядкам. Даже сегодня болезнь может привести к огромным потерям. Химический же контроль ложится большим бременем на окружающую среду.
Гены устойчивости могут гарантировать, что растения распознают так называемый белок авирулентности Phytophthora. Это распознавание приводит к быстрому иммунному ответу (реакция гиперчувствительности, быстрая локальная гибель клеток атакованного растения), что останавливает инфекцию.
В последние десятилетия значительное количество генов устойчивости было выделено из диких сортов картофеля, особенно из Южной и Центральной Америки. Однако эти гены устойчивости имеют серьезный недостаток: Phytophthora infestans может относительно быстро мутировать гены авирулентности, в результате чего белки авирулентности больше не распознаются и иммунный ответ не возникает. Поэтому мы говорим, что гены устойчивости «сломаны». Это (к сожалению) обычное дело.
Solanum americanum
Исследователи из Англии в сотрудничестве с Wageningen University & Research (WUR ) и его коллегами из Германии удалось выделить новые гены устойчивости широкого спектра действия из Solanum americanum. Это растение известно тем, что не поражается фитофторозом.
Выделенные новые гены устойчивости (Rpi-amr1) обладают рядом особенностей. Например, они распознают консервативные гены авирулентности (Avramr1) Phytophthora infestans. Эти консервативные гены авирулентности не изменяются так быстро и, по-видимому, даже сохраняются у ряда других видов Phytophthora, которые представляют угрозу для других видов растений.
Более широкое и прочное сопротивление
Хотя они немного отличаются друг от друга, каждый вариант Rpi-amr1 позволяет растению обнаруживать одни и те же белки вирулентности. Испытания на инфекцию с обширным набором из девятнадцати изолятов P. infestans из разных географических регионов подтверждают, что устойчивость к Rpi-amr1 очень широкая. Ни один изолят P. infestans не мог повлиять на листья картофеля, трансформированные Rpi-amr1.
А поскольку растения Solanum americanum известны как «нехозяева» для Phytophthora, давление отбора на ген авирулентности будет значительно ниже. Следовательно, ожидается, что устойчивость к Rpi-amr1 более эффективна, чем могла бы быть достигнута с другими генами.
Марис Пайпер
Ген устойчивости Rpi-amr1 теперь объединяется с двумя другими генами устойчивости (Rpi-amr3 и Rpi-vnt1) в коммерческом картофеле Maris Piper. Полученные в результате сорта картофеля невосприимчивы к очень широкому спектру изолятов Phytophthora.
Исследование проводилось в сотрудничестве с лабораторией Сейнсбери и Центром Джона Иннеса в Норидже, университетами Восточной Англии, Лисда и Халла и Техническим университетом Мюнхена.
Источник: https://ru.potatoes.news
