Într-un studiu în care se spune că va ajuta la eradicarea bolilor majore ale grâului, cercetătorii au asamblat genomul grâului de pâine și au identificat gena responsabilă de rezistența la boala numită rugina grâului, informeaza FoodNavigator.

Bolile culturilor reprezintă o amenințare gravă la adresa securității alimentare globale. Aproximativ o cincime din recolta globală de grâu se pierde în fiecare an din cauza dăunătorilor și bolilor. Este suficient pentru a face aproximativ 290 de miliarde de pâini.

Rugina cu dungi, sau rugina galbenă, care creează dungi de culoare galbenă pe lamele frunzelor, este una dintre cele trei boli majore ale ruginii grâului, împreună cu rugina tulpinii grâului și rugina frunzelor și reprezintă o preocupare tot mai mare pentru producția globală de grâu, potrivit cercetătorilor de la Universitatea de Știință și Tehnologie King Abdullah (KAUST).

În cercetările despre care ei spun că vor ajuta la eradicarea bolilor majore ale grâului, cercetătorii KAUST împreună cu colaboratori din Africa de Sud, Franța și SUA au asamblat genomul grâului de pâine și au identificat gena responsabilă de rezistența la rugină.

Acesta este un soi cheie de grâu din Africa de Sud numit Kariega, care are o rezistență robustă la rugină. Folosind acest genom, cercetătorii au identificat și clonat o genă cheie care conferă rezistență la rugină.

„Sporii de rugină sunt dispersați de vânt și pot călători mii de kilometri, ceea ce înseamnă că tulpini noi și foarte virulente se răspândesc rapid”, a explicat Naveenkumar Athiyannan, care a lucrat la proiect alături de Michael Abrouk și Simon Krattinger de la KAUST. „

Spre deosebire de oameni, plantele nu au un sistem imunitar adaptativ care să le ajute să „memoreze” infecțiile din trecut. În schimb, capacitatea lor de a rezista la anumite boli este codificată de genele de rezistență la boli.”

„Grâul are un genom dinamic și complex, de cinci ori mai mare decât genomul uman. Acest lucru face să fie extrem de dificil să se identifice locația unei anumite gene”, a spus Abrouk. În plus, genele de rezistență la boli diferă adesea între soiurile de grâu. Secvențierea genomului Kariega, în special, este importantă pentru înțelegerea rezistenței la rugină.

Echipa a combinat cele mai recente tehnici de secvențiere a ADN-ului pentru a asambla genomul, înainte de a efectua analize extinse folosind markeri moleculari pentru a identifica regiunea cromozomială exactă care conferă rezistență la rugină.

„Adunarea Kariega ne-a permis să analizăm în detaliu secvența ADN din această regiune și să identificăm toate genele posibile”, a spus Abrouk. „Acest pas ar fi durat luni sau chiar ani în trecut.”

Echipa a identificat gena de rezistență la rugină în dungi ca Yr27, pe care au clonat-o apoi pentru a studia funcția genei și mecanismele moleculare de rezistență. În viitor, genele clonate ar putea fi transferate la soiuri în timpul reproducerii și chiar ar putea fi modificate pentru a modifica recunoașterea bolii și rezistența unei plante.

„Am fost încântați să descoperim că Yr27 este o versiune, sau alela, a unei gene cunoscute de rezistență la rugina frunzelor”, a spus Athiyannan. „Acum că știm secvențele exacte ale ambelor alele, s-ar putea să fim capabili să creăm o nouă versiune a genei care să recunoască ambele boli simultan.”

„Am dezvoltat o strategie rapidă și rentabilă pentru a clona genele de rezistență la boli”, a adăugat Krattinger. „Obiectivul pe termen lung este de a clona cele 400 de gene de rezistență găsite în grâu, oferind oamenilor de știință o șansă reală de a eradica bolile majore ale grâului.”