Výzkum resistence pšenice vůči fusariózám v USA

Studie americké výzkumné organizace ARS (Agricultural Research Service) ukazují, že asijská pšenice může poskytovat nové geny pro podpoření ochrany amerických odrůd proti houbě Fusarium graminearum, která způsobuje fuzariózu (FHB).

Několik druhů rodu Fusarium způsobuje fuzariózy v celém světě, ale ve Spojených státech nejvíce problematické pro pšenici (a ječmen) je Fusarium graminearum. Například epidemie, která se přehnala Velkými pláněmi (Great Plains) v letech 1998 – 2000, stála americké odvětví pšenice ztráty 2,7 miliard dolarů.

Guihua Bai, odborník na molekulární genetiku rostlin z výzkumné jednotky ARS Hard Winter Wheat Genetics Research Unit v Manhattanu ve státě Kansas pracuje na tom, jak zabránit opakování katastrofy - šířením souboru genů resistence proti FHB nyní dostupných pro americkou pšenici.

Ve šlechtitelských programech pro pšenici je používáno jen několik zdrojů resistence – mezi nimi čínská odrůda pšenice Sumai 3. Ale to houba je velmi adaptabilní nepřítel a existuje obava, že druhy způsobující FHB překonají zdroje resistence jako např. Sumai 3. Uvedení výzkumníci a jejich kolegové na universitě Kansas State University – Manhattan hledali nové zdroje resistence v exotických liniích pšenice sesbíraných v Číně, Korei a Japonsku. Tyto linie zahrnují staré domestikované rostliny, které se od příchodu moderního šlechtění rostlin málo změnily.

Ve skleníkových pokusech výzkumníci inokulovali asijské pšenice sporami houby Fusariun graminearum a porovnávali jejich reakce s reakcemi sedmi komerčních odrůd včetně resistentní odrůdy Sumai 3 a citlivé odrůdy Wheaton.

Z celkového množství 87 testovaných asijských přírůstků 26 vykazovalo vysokou úroveň resistence vůči FHB. Hodnocení zrna odhalilo, že 15 přírůstků mělo výjimečně nízké hodnoty toxinu deoxynivalenolu, který je vytvářen během rozvoje choroby a může snižovat hodnotu postiženého zrna jakožto potravin nebo krmiva.

Šest z resistentních přírůstků mělo geny pro tři rozdílné formy resistence vůči FHB, známé jako typy I, II a III. Ukázalo se, že některé z těchto genů neměly vztah k těm v Sumai 3. Tato práce ukazuje, že asijské linie by mohly opravdu dodat hodnotu rezervoáru genetické resistence dostupného pro šlechtění amerických odrůd pšenice.

Využíváním genomických nástrojů začal výzkumný tým hon za molekulárními markery (malé úseky DNA využívané v diagnostických testech) aby urychlil identifikaci dalších nových zdrojů resistence a maximálně výkonného potomstva křížení uskutečněných mezi resistentní zárodečnou plasmou a elitními komerčními odrůdami.

Tento výzkumný tým také pracoval na tom, aby lépe charakterizoval tři typy resistence vůči FHB. Typ I, který se projevuje jako bariéra vůči počáteční infekci, může být méně přístupný pro šlechtitele pšenice. Typ II je resistence vůči šíření symptomů FHB v klasu pšenice a ukazuje se, že vysoce koreluje s typem III – nízké hodnoty toxinu. Tudíž - selektování na resistenci typu II by mělo být nejvyšší prioritou při šlechtění na celkovou resistenci vůči FHB.