Genopdagelse kan standse verdensomspændende hvedeepidemi

University of California, Davis, forskere har identificeret et gen, der muliggør resistens mod en ny ødelæggende stamme af stilkrust, en svampesygdom, der hæmmer hvedeproduktionen i hele Afrika og Asien og truer fødevaresikkerheden på verdensplan.

Opdagelsen af ​​UC Davis hvedegenetikeren Jorge Dubcovsky og hans team vil hjælpe opdrættere med hurtigere at udvikle sorter, der kan afværge de dødelige patogener og stoppe en verdensomspændende hvedeepidemi. Resultaterne blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences .

Hvede og stilkrust har været i et evolutionært våbenkapløb i mere end 10, 000 år. I 1950'erne, en stor epidemi af sygdommen spredte sig gennem Nordamerika og ødelagde op til 40 procent af hvedeafgrøden, verdens næstvigtigste korn ved siden af ​​ris.

Siden da, forskere har udviklet rustresistente sorter for at øge hvedes immunitet over for rust. Men patogenerne er på vej tilbage. En ny stamme af stammerusten - kaldet Ug99 efter at den blev opdaget i Uganda i 1999 - breder sig i hele regionen. Omkring 90 procent af de hvedesorter, der dyrkes på verdensplan, er modtagelige for Ug99.

"Ug99 har udvidet sig til de fleste af de hvededyrkende regioner i Afrika og har krydset Det Røde Hav til Yemen og Iran, " sagde Dubcovsky, en professor ved UC Davis Department of Plant Sciences og en Howard Hughes Medical Institute-forsker. "Ug99 er nu ved døren til Punjab-regionen - Asiens brødkurv - og identifikation og implementering af effektive resistensgener er afgørende for at afbøde denne trussel."

Dubcovsky og hans team identificerede tre forskellige modstandsformer af Sr13, et gen fra pastahvede, der er effektivt mod Ug99 og en anden gruppe af virulente stamme-ruststammer fra Yemen og Etiopien. I 2013 Dubcovsky og andre forskere opdagede et andet gen kaldet Sr35, der også giver resistens over for Ug99. Holdet er tæt på at identificere et tredje gen, der giver beskyttelse mod den virulente stamme.

Hvorfor genetik betyder noget

For at udvikle bedre sorter, opdrættere krydser planter med ønskede egenskaber og vælger det bedste afkom over flere generationer. Når stam-rust-resistente gener er blevet identificeret, opdrættere kan bruge molekylære markører (specifikke områder af DNA) til at selektere for generne på frø- eller frøplantestadiet. Dette fremskynder afgrødeforbedringsprocessen.

Disse molekylære markører gør det muligt for opdrættere at pyramidere flere stamme-rust-resistente gener i den samme plante for at forlænge holdbarheden af ​​resistens.

"Hvede giver en betydelig mængde kalorier og proteiner indtaget af mennesker, " sagde Dubcovsky. "Vi håber, at en bedre forståelse af hvede-rust-patosystemet vil fremskynde udviklingen af ​​nye strategier til at kontrollere dette ødelæggende patogen."