Крошечный вредитель может нанести огромный ущерб фермерам, выращивающим сою.
Несколько ведущих штатов США по производству сои находятся на Верхнем Среднем Западе. В этих состояниях вредителем является насекомое - соевая тля. Ежегодно соевая тля приводит к потерям урожая на миллиарды долларов.
В недавнем исследовании исследователи сделали большой шаг к выявлению новых генов сои, связанных с устойчивостью к тле.
«Открытие новых генов устойчивости поможет вывести сорта сои с более высокой устойчивостью к тле», - говорит ведущий автор исследования Аарон Лоренц.«Существует очень мало коммерчески доступных сортов сои с генами устойчивости к тле. Недавно выявленные гены могут служить резервными источниками устойчивости, если те, которые используются в настоящее время, больше не используются». Лоренц - агроном и генетик растений из Университета Миннесоты.
В настоящее время инсектициды используются для борьбы с популяциями тли, чтобы уменьшить ущерб. Но были обнаружены популяции тли, устойчивые к широко используемым инсектицидам. Экологические проблемы с использованием инсектицидов также могут вызывать озабоченность. Эти проблемы могут ограничить использование инсектицидов в будущем.
Использование сортов сои, обладающих естественной устойчивостью к тле, является альтернативой использованию инсектицидов. «Но соевая тля - генетически разнообразный вид. Она способна быстро преодолевать сопротивление растений», - говорит Лоренц. «Поэтому нам необходимо определить новые источники устойчивости соевой тли».
Чтобы найти ранее неизвестные гены устойчивости к тле, исследователи использовали уже опубликованные исследования. Тысячи сортов сои были протестированы на устойчивость к тле. Генетическая информация также существует для многих из этих сортов сои.
Лоренц и его коллеги объединили данные о существующей устойчивости к тле и генетике. «Наша цель состояла в том, чтобы выяснить, какие части генома сои содержат гены, связанные с устойчивостью к тле», - говорит Лоренц.
Для этого исследователи просканировали геном сои на наличие небольших генетических ориентиров, называемых SNP (произносится как «снипы»). Затем они проверили, присутствуют ли какие-либо из этих ориентиров чаще у сортов сои, устойчивых к тле. Если это так, «мы можем сделать вывод, что ген, связанный с устойчивостью к тле, может быть рядом с этим ориентиром», - говорит Лоренц.
Исследователи должны быть осторожны. «Есть много причин, помимо физической близости, которые могут вызвать эти ассоциации», - говорит Лоренц. «Мы строим статистические модели для учета других причин».
Лоренц и его коллеги обнаружили несколько генетических ориентиров, которые чаще встречались у сортов сои, устойчивых к тле. Некоторые из этих ориентиров находились в генетических регионах рядом с генами устойчивости к тле. Но многие другие находились в генетических регионах, ранее не связанных с устойчивостью к тле.
Это захватывающе, говорит Лоренц. «Эти результаты могут помочь исследователям открыть новые гены устойчивости к тле. Это может стать ключом к разработке новых устойчивых к тле сортов сои».
Также обнадеживает то, что исследователи обнаружили генетические ориентиры, связанные с устойчивостью к тле, у нескольких различных сортов сои. «Это означает, что в целях селекции можно использовать широкий спектр генетических фонов», - говорит Лоренц.
Еще есть над чем работать. В конечном счете, несколько генов устойчивости могут быть выведены в один сорт сои. Затем эти сорта будут иметь высокую устойчивость к тле.
«Я думаю, что устойчивость к тле будет становиться все более важной для поддержания производства сои», - говорит Лоренц. «Фермеры, выращивающие сою, должны знать о них. Требование устойчивости к соевой тле в сортах, которые они используют, поможет их развитию и доступности."
Подробнее об этом исследовании читайте в статье «Геном растений». Финансирование этого исследования было предоставлено Министерством сельского хозяйства Миннесоты, Советом по исследованиям и продвижению сои Миннесоты и Центром инвазивных наземных растений и вредителей Миннесоты.