University of California, Davis, Forskare har identifierat en gen som möjliggör resistens mot en ny förödande stam av stamrost, en svampsjukdom som hämmar veteproduktionen i hela Afrika och Asien och hotar livsmedelssäkerheten över hela världen.

Upptäckten av UC Davis vetegenetiker Jorge Dubcovsky och hans team kommer att hjälpa uppfödare att snabbare utveckla sorter som kan avvärja de dödliga patogenerna och stoppa en världsomspännande veteepidemi. Resultaten publicerades nyligen i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences .

Vete och stamrost har varit i en evolutionär kapprustning i mer än 10, 000 år. På 1950-talet en stor epidemi av sjukdomen spred sig genom Nordamerika och förstörde upp till 40 procent av veteskörden, världens näst viktigaste spannmål efter ris.

Sedan dess, forskare har utvecklat rostbeständiga sorter för att öka vetets immunitet mot rost. Men patogenerna gör comeback. En ny stam av stamrost – kallad Ug99 efter att den upptäcktes i Uganda 1999 – sprider sig över hela regionen. Cirka 90 procent av de vetesorter som odlas över hela världen är mottagliga för Ug99.

"Ug99 har expanderat till de flesta av de veteodlande regionerna i Afrika och har korsat Röda havet till Jemen och Iran, sade Dubcovsky, en professor vid UC Davis Department of Plant Sciences och en utredare från Howard Hughes Medical Institute. "Ug99 är nu vid dörren till Punjab-regionen - Asiens brödkorg - och identifiering och utplacering av effektiva resistensgener är avgörande för att mildra detta hot."

Dubcovsky och hans team identifierade tre olika motståndsformer av Sr13, en gen från pastavete som är effektiv mot Ug99 och en annan grupp av virulenta stam-roststammar från Jemen och Etiopien. Under 2013, Dubcovsky och andra forskare upptäckte en annan gen som heter Sr35 som också ger resistens mot Ug99. Teamet är nära att identifiera en tredje gen som ger skydd mot den virulenta stammen.

Varför genetik spelar roll

För att utveckla bättre sorter, uppfödare korsar växter med önskade egenskaper och väljer ut den bästa avkomman över flera generationer. När stamrostresistenta gener har identifierats, uppfödare kan använda molekylära markörer (specifika regioner av DNA) för att selektera för generna i frö- eller plantstadiet. Detta påskyndar processen för att förbättra grödan.

Dessa molekylära markörer gör det möjligt för uppfödare att pyramidera flera stam-rostresistenta gener i samma växt för att förlänga resistensens hållbarhet.

"Vete ger en betydande mängd kalorier och proteiner som konsumeras av människor, " Sa Dubcovsky. "Vi hoppas att en bättre förståelse av vete-rost patosystemet kommer att påskynda utvecklingen av nya strategier för att kontrollera denna förödande patogen."