Forskning beskriver genetisk resistens over for pludselig dødssyndrom i sojabønner

En agronom ved Iowa State University kortlægger mekanismer - gen for gen - der kan føre til sojabønnesorter, der er resistente over for pludselig dødssyndrom.

En artikel offentliggjort for nylig i det peer-reviewede akademiske tidsskrift Plantefysiologi viser, at et gen fundet i en modelplante kaldet Arabidopsis kunne give forbedret sygdomsresistens i sojabønner. Madan Bhattacharyya, en professor i agronomi og hovedforfatter af undersøgelsen, sagde, at hans nuværende forskning peger på adskillige Arabidopsis-gener, der kunne virke sammen for at hjælpe sojabønner med at bekæmpe pludselig dødssyndrom, en sygdom, der har forårsaget millioner af dollars i afgrødetab for Iowa landmænd.

"Vi er begyndt at kortlægge mange af disse gener, og vi tror, ​​der er mange forskellige mekanismer, der arbejder sammen for at skabe resistens af Arabidopsis mod to sojabønnepatogener, " sagde Bhattacharyya. "Vi tester en hypotese om, at en kombination af disse Arabidopsis-gener i sojabønner giver et højt niveau af sygdomsresistens."

Bhattacharyya sagde, at alle komplekse organismer, uanset om det er planter eller dyr, demonstrere resistens over for de fleste af de potentielle patogener, de møder i deres miljø. Arabidopsis, en lille blomstrende plante, der fungerer som en god modelplante på grund af den lethed, hvormed den kan studeres i eksperimentelle omgivelser, viser resistens over for to sojabønnepatogener, der forårsager pludselig dødssyndrom og rodråd, henholdsvis. Så Bhattacharyya og hans kolleger har brugt år på at finkæmme genomet af Arabidopsis for at identificere gener, der kan bidrage til denne resistens. Han bruger derefter banebrydende transgene teknikker til at indsætte sandsynlige gener i sojabønneplanter på ISU Plant Transformation Facility, som derefter dyrkes og studeres for deres sygdomsrespons.

Undersøgelsen identificerer et af disse gener, kaldet PSS1, som et middel til at forbedre sojabønneresistens. De transgene sojaplanter, der bærer dette gen, viste øget SDS-resistens i to på hinanden følgende år under markforhold, sagde Bhattacharyya. SDS-resistensen kodet af dette gen vil komplementere den naturlige SDS-resistens, som er kodet af omkring 40 gener, der hver betinger små mængder resistens. Han forventer, at inkorporering af yderligere PSS-gener sammen med naturlige SDS-resistensgener vil give sojabønner robust og holdbar resistens. At finde den optimale kombination af disse gener er det nuværende forskningsmål for hans laboratorium, han sagde.

"Vi håber i de næste par år at teste, hvordan kombinationer af PSS-gener påvirker SDS-resistens, " Bhattacharyya sagde. "Vi tror, ​​vi kan finde ud af, at flere gener, der arbejder sammen, vil bygge resistensniveauerne."