En agronom från Iowa State University kartlägger mekanismer – gen för gen – som kan leda till sojabönssorter som är resistenta mot sudden death syndrome.

En artikel publicerad nyligen i den peer-reviewade akademiska tidskriften Växtfysiologi visar att en gen som finns i en modellväxt som heter Arabidopsis kan ge förbättrad sjukdomsresistens hos sojabönor. Madan Bhattacharyya, en professor i agronomi och huvudförfattare till studien, sa att hans nuvarande forskning pekar mot flera Arabidopsis-gener som kan verka tillsammans för att hjälpa sojabönor att bekämpa sudden death syndrome, en sjukdom som har orsakat miljontals dollar i skördförluster för bönder i Iowa.

"Vi har börjat kartlägga många av dessa gener, och vi tror att det finns många olika mekanismer som samverkar för att skapa resistens av Arabidopsis mot två sojabönpatogener, ", sa Bhattacharyya. "Vi testar en hypotes om att en kombination av dessa Arabidopsis-gener i sojabönor ger en hög nivå av sjukdomsresistens."

Bhattacharyya sa att alla komplexa organismer, oavsett om det är växter eller djur, uppvisar resistens mot de flesta potentiella patogener de möter i sin miljö. Arabidopsis, en liten blommande växt som fungerar som en bra modellväxt på grund av den lätthet med vilken den kan studeras i experimentella miljöer, visar resistens mot två sojabönpatogener som orsakar plötslig dödssyndrom och rotröta, respektive. Så Bhattacharyya och hans kollegor har ägnat år åt att kamma genomet av Arabidopsis för att identifiera gener som kan bidra till den resistensen. Han använder sedan banbrytande transgena tekniker för att infoga troliga gener i sojabönsväxter vid ISU Plant Transformation Facility, som sedan odlas och studeras för sin sjukdomsrespons.

Studien identifierar en av dessa gener, kallas PSS1, som ett sätt att förbättra sojabönsresistens. De transgena sojabönplantorna som bär denna gen visade ökad SDS-resistens under två på varandra följande år under fältförhållanden, sa Bhattacharyya. SDS-resistensen som kodas av denna gen kommer att komplettera den naturliga SDS-resistensen, som kodas av ett 40-tal gener som var och en konditionerar små mängder resistens. Han förväntar sig att inkorporering av ytterligare PSS-gener tillsammans med naturliga SDS-resistensgener kommer att ge sojabönor robust och hållbar resistens. Att hitta den optimala kombinationen av dessa gener är det aktuella forskningsmålet för hans labb, han sa.

"Vi hoppas att under de närmaste åren testa hur kombinationer av PSS-gener påverkar SDS-resistens, "Bhattacharyya sa. "Vi tror att vi kan finna att flera gener som arbetar tillsammans kommer att bygga resistensnivåerna."