Фермеры, выращивающие сою по всему миру, сталкиваются с коварным и дорогостоящим врагом, скрытым под землей: соевой цистообразующей нематодой, микроскопическим круглым червем, который поражает корни растений и снижает урожайность. Эта нематода является одним из наиболее опасных вредителей, влияющих на производство сои в мире, приводя к значительным потерям каждый год.
В исследовании, опубликованном в журнале Molecular Plant–Microbe Interactions, ученые, глубоко изучив геномы сои, обнаружили множество ранее неиспользованных генетических механизмов устойчивости к соевой цистоообразующей нематоде.
Большинство выращиваемых сегодня сортов сои полагаются на очень узкий набор генов устойчивости, которые произошли всего от нескольких линий сои. Со временем нематода сои адаптировалась к этим защитным механизмам, что снизило эффективность устойчивых сортов и оставило фермерам меньше средств для защиты урожая.
Для выявления новых источников устойчивости исследовательская группа под руководством Гунванта Патила и Викаса Девкара из Техасского технологического университета, а также Сушила Чхапекара и Генри Нгуена из Университета Миссури проанализировала геномы более 1100 образцов сои, включая как культурные сорта, так и диких родственников культуры. Они тщательно сравнили ключевые регионы, связанные с устойчивостью, выявив несколько образцов сои с уникальными генетическими профилями, которые не встречаются у широко используемых устойчивых сортов.
Некоторые из этих растений продемонстрировали сильную или широкую устойчивость к нескольким популяциям соевой цистообразующей нематоды, то есть, они могут защищаться от более широкого спектра соевых цистообразующих нематод.
Исследование также выявило неожиданный результат: линии сои со схожим профилем известных генов устойчивости иногда демонстрировали совершенно разные уровни защиты от нематоды. Это говорит о том, что дополнительные, ранее неизвестные гены устойчивости помогают растению защищаться от инфекции, открывая тем самым возможности для открытия совершенно новых генов и механизмов устойчивости.
В частности, одна линия сои, известная как PI 602492, и дикая линия сои, PI 522226, выделялись своей устойчивой устойчивостью к нескольким популяциям нематоды. Важно отметить, что их устойчивость, по-видимому, функционирует независимо от генов, доминирующих в современной селекции сои.
Комментируя эти новые открытия, Патил сказал: «Больше всего нас радует открытие совершенно новых и недостаточно используемых генетических источников устойчивости к соевой цистообразующей нематоде, которые работают независимо от устойчивости, используемой в большинстве современных коммерческих сортов сои. Выявление сортов, сохраняющих эффективность против нескольких популяций нематод, предоставляет реальную возможность преодолеть снижение устойчивости и создать более надежную защиту соевых бобов во всем мире».
Помимо непосредственного применения, это исследование подчеркивает ценность диких и экзотических родственников сои, которые часто упускаются из виду в селекционных программах. Эти растения обладают генетическим разнообразием, которое может помочь защитить урожай от эволюционирующих вредителей в условиях растущего сельскохозяйственного давления и изменения климата в будущем.
Источник: American Phytopathological Society.
На заглавном фото: оценка поражения корней восприимчивого контрольного сорта (PI 548313) и устойчивых линий (PI 522226, PI 522228 и PI 602492) соевой цистообразующей нематодой (SCN, тип HG 0; раса 3) через 5 дней после заражения. Для каждого генотипа на левой панели показаны корни через 30 дней после заражения, а на правой панели — корни, окрашенные кислым фуксином, через 5 дней после заражения, что подчеркивает наличие нематод. Для сорта PI 548313 увеличенные изображения показывают развитие цист на корнях.
Источник: Molecular Plant–Microbe Interactions (2025). DOI: 10.1094/mpmi-06-25-0069-fi
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.