U promenljivoj klimi, uzgajivači kukuruza moraju biti spremni na sve, uključujući novu i promenljivu dinamiku bolesti. Pošto je nemoguće predvideti koja će se štetna bolest pojaviti u datoj godini, kukuruz otporan na više bolesti bio bi velika pobeda za uzgajivače. Sada, istraživači Urbana-Champaign Univerziteta Ilinois pomeraju industriju bliže tom cilju.
Gossovo uvenuće, bakterijska bolest i gljivične bolesti, siva pegavost lišća, severna pegavost listova kukuruza i južna pegavost lista kukuruza su važne za uzgajivače širom srednjeg zapada SAD i, u nekim slučajevima, širom sveta. Studija, objavljena u G3: geni, genomi, genetika, otkriva genomske regione povezane sa otpornošću na sve četiri bolesti.
„Ne samo da smo pronašli regione genoma koji daju otpornost na svaku bolest, već smo identifikovali i nekoliko eksperimentalnih linija kukuruza koje su bile otporne na sve njih. Ovi nalazi bi trebalo da pomognu industriji da razvije materijale otporne na više bolesti odjednom“, rekla je Tifani. Jamann, viši autor nove studije i vanredni profesor na Odseku za nauke o usevu, deo Koledža za poljoprivredne, potrošačke i nauke o životnoj sredini (ACES) na U. of I.
Tim je napravio nekoliko strateških ukrštanja između otpornih na bolesti i osetljivih linija kukuruza koji su im omogućili da mapiraju osobine otpornosti na određene lokacije u genomu. Za sada, ti regioni su prilično veliki i sadrže stotine pojedinačnih gena. Ako postoje specifični geni sa ogromnim efektima, oni još nisu identifikovani.
Ipak, identifikacija važnih regiona je od pomoći, jer se otpornost na bolesti retko svodi na jedan gen. U stvari, aditivna ili kvantitativna moć više gena koji rade zajedno može značiti trajniju otpornost. Postoji rezerva ako patogen pronađe put da zaobiđe dati mehanizam otpora. Zanimljivo je da ova izdržljivost može čak delovati protiv različitih grupa patogena.
„Pronašli smo 19 regiona povezanih sa otpornošću na bakterijsku bolest Gosovo uvenuće. Nekoliko od tih regiona je takođe uključeno u otpornost na gljivične patogene“, rekao je Jamann. „Dakle, moguće je uzgajati za otpornost na nekoliko bolesti istovremeno koristeći iste genetske regione.“
Gljive i bakterije su veoma različite biološki, ali obe moraju pronaći načine da uđu u biljku, putuju kroz nju i razmnožavaju se. Jamann kaže da je moguće da geni otpornosti pokreću promjene u vaskularnoj strukturi biljke kako bi otežali kretanje objema vrstama patogena, ali još uvijek ne može tačno reći kako geni pomažu biljkama da se zaštite. Ipak, ona radi na tome zahvaljujući grantu Nacionalne naučne fondacije za 2022.
Iako je tim identifikovao tri linije kukuruza otporne na sve četiri bolesti, proći će neko vreme pre nego što uzgajivači mogu da kupe seme za višestruko otporan kukuruz kao rezultat ovog rada. Prvo, Jamannov tim će precizno mapirati regione istaknute u ovoj studiji kako bi pronašao gene sa glavnim efektom, a zatim će tu informaciju preneti uzgajivačima koji mogu da razviju otporne nove hibride. Ipak, kaže Jamann, višestruki otpor je na putu.
