Китайские исследователи выявили два гена, которые обеспечивают грецкому ореху устойчивость к распространённой грибковой болезни. Открытие, как ожидается, ускорит селекцию новых сортов и позволит снизить зависимость аграриев от химических фунгицидов.
Пятнистость листьев, вызываемая грибком Alternaria tenuissima, – одна из главных проблем для ореховых садов в Синьцзяне, ключевом регионе для этой отрасли в Китае. Ученые сравнили дикорастущий вид ореха, который успешно противостоит болезни, с популярным, но уязвимым культурным сортом «Синьсинь №2». У дикого растения распространение очагов некроза на листьях шло заметно медленнее.
Дальнейший анализ показал, что устойчивость связана с повышенной активностью ферментов-хитиназ, разрушающих клеточные стенки грибка. В тканях дикого ореха их активность была стабильно на 30–45% выше на всех стадиях заражения. Исследователи провели полное сканирование генома и обнаружили 24 гена, которые отвечают за выработку этих ферментов.
Из них выделили два ключевых – JrCHI6 и JrCHI24, чья активность резко возрастала в ответ на инфекцию. Чтобы доказать их роль, биологи провели два эксперимента. Когда эти гены искусственно активировали в клетках уязвимого сорта, его сопротивляемость болезни повысилась. И наоборот, «отключение» этих генов у дикого ореха сделало его восприимчивым к грибку.
Результаты исследования, опубликованные в научном журнале BMC Plant Biology, дают селекционерам точные генетические маркеры. С их помощью можно будет отбирать наиболее устойчивые саженцы на ранних стадиях, не дожидаясь их столкновения с патогеном в полевых условиях. Это также открывает возможности для улучшения коммерческих сортов методами генной инженерии.