Исследователи из Корнелла обнаружили новый ген устойчивости винограда к милдью, благодаря чему виноградо-винодельческая промышленность получила новый мощный инструмент для борьбы с этим разрушительным заболеванием.
"Из всех генов устойчивости к милдью, найденных в мире на сегодняшний день, этот - один из самых сильных", - говорит Лэнс Кэдл-Дэвидсон, адъюнкт-профессор Школы интегративной науки о растениях в Колледже сельского хозяйства и биологических наук и ученый-фитопатолог в Исследовательском отделе генетики винограда Министерства сельского хозяйства США в Женеве. "Это открытие может помочь селекционерам вывести более устойчивые сорта винограда".
Вызываемая грибком Plasmopara viticola, милдью (GDM) - одно из самых разрушительных заболеваний винограда на востоке США. Грозди винограда становятся очень восприимчивыми к этому заболеванию после окончания цветения, а поздние сезонные инфекции милдью могут уничтожить лозы как раз в тот момент, когда ягоды пытаются созреть. Это негативно сказывается на созревании, зимостойкости и, в конечном счете, на урожае винограда.
Ген был обнаружен в образце виноградной лозы, известном как Vitis x doaniana, гибриде двух диких видов винограда, который в настоящее время находится в хранилище зародышевой плазмы винограда USDA-ARS, расположенном в Cornell AgriTech.
Кэдл-Дэвидсон заметил, что этот сорт устойчив к милдью в полевых условиях, и обратился в Биоинформационный центр для дальнейшего изучения.
Используя трехэтапный процесс, разработанный в рамках VitisGen2, междисциплинарного проекта, направленного на сокращение времени, усилий и затрат, связанных с выведением новых сортов винограда следующего поколения, специалисты смогли найти ген, отвечающий за это, всего за два месяца.
Используя генетическое картирование с низким разрешением в большой селекционной популяции, ученые сузили круг возможных кандидатов до нескольких сотен генов. Затем с помощью картирования рекомбинантов с высоким разрешением кандидаты в гены были сужены до нескольких десятков. Наконец, с помощью поэтапной сборки хромосом родительского сорта Vitis x doaniana и сравнительного анализа устойчивых и восприимчивых аллелей была определена точная генетическая основа устойчивости к милдью.
"Одним из самых новаторских компонентов этого исследования является использованная нами стратегия, потому что она может стать переломным моментом для селекционеров специальных культур во всем мире", - сказал Сан. "Селекционеры могут использовать этот процесс для быстрого и эффективного выявления генов в других гетерозиготных культурах, таких как яблоки".
Что касается выведения новых сортов винограда, то недавно обнаруженный ген может помочь садоводам в долгосрочной борьбе с милдью, поскольку изменение климата приводит к росту эпифитотий милдью.
Читайте здесь: Почему милдью не считается грибковым заболеванием
"Садоводы обычно для борьбы с милдью используют фунгициды для борьбы, но со временем возбудитель милдью может выработать устойчивость к фунгицидам", - говорит Брюс Рейш, селекционер винограда и почетный профессор садоводства в CALS. "Разработка новых сортов винограда для садоводов с различными генами устойчивости - это оптимальное решение".
Типичный виноградник на северо-востоке может потребовать до 12 опрыскиваний фунгицидами против милдью, оидиума и других болезней.
"Если бы производители выращивали виноград, устойчивый к этим заболеваниям, количество опрыскиваний виноградника могло бы сократиться до одного-двух в год", - говорит Райш. "С теми инструментами, которые у нас есть сейчас, открываются безграничные возможности для выведения новых сортов винограда, которые будут отличаться как качеством, так и устойчивостью к болезням".
Результаты исследования изложены в статье "Стратегия многоуровневых гаплотипов для улучшения поэтапной сборки и точного картирования локуса устойчивости к болезням", опубликованной в журнале Plant Physiology.
Ведущими авторами работы стали Ченг Цзоу, научный сотрудник Корнельского центра биоинформатики, Ци Сунь, содиректор центра, Сурья Сапкота, ранее пост-док, а теперь селекционер винограда в Министерстве сельского хозяйства США, и Лэнс Кадл-Дэвидсон.
Ознакомиться с исследованием можно здесь (на англ.языке)
by Эрин Роджер, Корнельский университет (Erin Rodger, Cornell University)
