Исследования проводятся под руководством Университета Мэриленда и финансируются за счет гранта в размере почти $800 тыс. от Национального института продовольствия и сельского хозяйства министерства сельского хозяйства США.
Трехлетнее партнерство по селекции растений возглавляет Виджей Тивари, доцент кафедры растениеводства и ландшафтной архитектуры, чья работа сыграла важную роль в секвенировании генома пшеницы в 2018 году.
«Наша цель состоит в том, чтобы к концу этого трехлетнего цикла мы идентифицировали несколько уникальных генов, обеспечивающих устойчивость к списку из почти дюжины патогенов, поражающих урожай пшеницы по всему миру», — сказал он.
«И мы надеемся скрестить эти черты однозернянки — отдаленного предка одомашненной пшеницы — с мягкой пшеницей».
Современной пшенице не хватает генетического разнообразия, необходимого для адаптации к возникающим угрозам, таким как изменение окружающей среды, вредители и болезни.
Тивари и его команда отобрали группу из 282 генетически разнообразных линий пшеницы однозернянки, несущих широкий спектр генов, которые могут быть доступны в геноме домашней пшеницы, но были отклонены или выключены — или полностью выведены — в современных сортах пшеницы.
Работая в шести странах на четырех континентах, Тивари и его сотрудники проведут эксперименты по выявлению генов, придающих пшенице устойчивость к патогенам и вредителям. Затем исследовательские группы будут выборочно разводить домашнюю пшеницу, чтобы включить эти гены. Они также будут экспериментировать со скрещиванием домашней пшеницы с сортами однозернянки, чтобы повысить ее устойчивость.
«В других видах исследований ученые могут вставлять гены других растений, которые, как они знают, дадут желаемый результат, но генетически модифицированная пшеница или ГМО неприемлема в большинстве стран, выращивающих пшеницу», — сказал Тивари.
«Итак, нам нужно найти другие способы быстро улучшить пшеницу, чтобы помочь накормить почти девять миллиардов человек в мире. С помощью этого проекта мы можем сделать это с помощью простой селекции».
Географически рассредоточенная группа исследователей может искать гены, обеспечивающие устойчивость к патогенам, эндемичным для их регионов, не беспокоясь о занесении новых болезней в другие места.
В Мэриленде, где грибковое заболевание, называемое фузариозной гнилью (паршой), вызывает беспокойство у производителей пшеницы, доцент и один из главных исследователей Нидхи Рават будет искать гены однозернянки, повышающие устойчивость к парше. Тем временем команда в Боливии ищет устойчивость к пирикуляриозу пшеницы, который широко распространен в этой стране, но совсем недавно появился в Бангладеш, где устойчивости к этой болезни нет.
Команда также планирует секвенировать полный геном однозернянки для дальнейшего использования. Грант основан на предыдущем проекте Тивари, финансируемом NIFA, по разработке метода быстрой и эффективной интеграции новых генов и признаков в пшеницу посредством селекции, избегая при этом многих нежелательных признаков, которыми обладал бы дикий сорт, такой как однозернянка.
