Biomics

В последние десятилетие появились работы, в которых предлагается использовать гены восприимчивости пшеницы к патогену Stagonospora nodorumBerk. (Snn) как молекулярные маркеры для маркер-ориентированной селекции. Взаимоотношения в патосистеме «пшеница – S. nodorum» осуществляются по типу «ген-на-ген» в зеркальном отражении, т.е. взаимодействие некротрофных эффекторов гриба SnTox с продуктами генов восприимчивости хозяина Snn ведет к развитию болезни. В работе были изучены взаимодействия SnToxА-Tsn1 и SnTox1-Snn1, которые играют важную роль в развитии септориоза у мягких и твердых пшениц. С помощью геноспецифичных праймеров к генам восприимчивости Tsn1 и Snn1 проведен ПЦР-анализ образцов полиплоидных видов пшениц рода Triticumи стародавних сортов T. aestivum из коллекции генетических ресурсов растений ВИР (ГРР ВИР) на устойчивость к Stagonospora nodorum. Оба доминантных аллеля геновTsn1и Snn1 были обнаружены у тетраплоидной пшеницы T. durum х-46 и двух яровых стародавних сортов Selkirk и Salamouni. Доминантная аллель гена Snn1 была выявлена у четырех исследуемых стародавних сортов мягкой пшеницы озимого и ярового типа развития. Первичный скрининг 12 образцов из коллекции ГРР ВИР выявил два устойчивых образца среди тетраплоидных видов пшениц T. militinae к-59942 и T. timopheevii к-58666 и три устойчивых сорта гексаплоидной пшеницы T. aestivum с озимым типом развития Мироновская 808, Amelio и Susquehanna. Данные образцы являются перспективным источником для интрогрессии генов в культурные пшеницы и материалом для селекции новых сортов пшениц.

Stagonospora nodorum Berk.; TriticumL.; некротрофные эффекторы SnToxA и SnTox1; гены восприимчивости Tsn1 и Snn1; селекция

1. Faris J.D., Zhang Z., Lu H., Lu S., Reddy L., Cloutier S., Fellers J.P., Meinhardt S.W., Rasmussen J.B., Xu S.S., Oliver R.P., Simons K.J., Friesen T.L. A unique wheat disease resistance-like gene governs effector- triggered susceptibility to necrotrophic pathogens // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. V. 107(3). P. 13544–13549. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.1004090107  
2. John E., Jacques S., Phan H.T.T., Liu L, Pereira D.., Croll D., Singh K.B., Oliver R.P., Tan K.-C. Variability in an effector gene promoter of a necrotrophic fungal pathogen dictates epistasis and effector-triggered susceptibility in wheat // PLoS Pathog. 2022. V. 18(1): e1010149. doi: https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1010149    
3. Kariyawasam G.K., Richards J.K., Wyatt N.A., Running K.L.D., Xu S.S., Liu Z., Borowicz P., Faris J.D., Friesen T.L. The Parastagonospora nodorum necrotrophic effector SnTox5 targets the wheat gene Snn5 and facilitates entry into the leaf mesophyll // New Phytologist. 2022. V. 233. P. 409–426. doi: https://doi.org/10.1111/nph.17602  
4. Liu Z.H., Friesen T.L., Rasmussen J. B., Ali S., Meinhardt, S. W., Faris, J.D. Quantitative trait loci analysis and mapping of seedling resistance to Stagonospora nodorum leaf blotch in wheat // Phytopathology. 2004. V. 94(10). P. 1061-1067. doi: https://doi.org/10.1094/PHYTO.2004.94.10.106 
5. Phan H.T.T., Rybak K., Furuki E., Breen S., Solomon P.S., Oliver R.P., Tan K.-C. Differential effector gene expression underpins epistasis in a plant fungal disease // Plant J. 2016. V. 87. P. 343-354. DOI: https://doi.org/10.1111/tpj.13203 
6. Shi G., Zhang Z., Friesen T.L., Bansal U., Cloutier S., Wicker T., Rasmussen J.B., Faris J.D. Marker development, saturation mapping, and high‑resolution mapping of the Septoria nodorum blotch susceptibility gene Snn3‑B1 in wheat // Mol. Genet. Genomics. 2016. V. 291. P. 107-119. DOI: https://doi.org/10.1007/s00438-015-1091-x   
7. Veselova S., Nuzhnaya T., Burkhanova, G., Rumyantsev S., Maksimov I. Reactive oxygen species in host plant are required for an early defense response against attack of Stagonospora nodorum Berk. Necrotrophic Effectors SnTox // Plants. 2021. V. 10. P. 1586. doi: https://doi.org/10.3390/plants10081586