Majsodlare i Mellanvästern känner alltför väl till symtomen på nordlig majsbladsvamp:gröngrå lesioner på bladen som kan leda till stora skördeförluster om de inte upptäcks och behandlas tidigt. Resistensgener har identifierats i majs, men svampsjukdomen har hittat sätt att smyga runt majsens försvar. Nu, forskare har listat ut hur svampen överlistar majs, och de kanske kan använda denna information för att hjälpa majs att slå tillbaka.
"Vi letade efter gener i svampen som utlöser sjukdomar i majs. Med denna information, majsuppfödare skulle en dag kunna bygga mer hållbart motstånd i framtida hybrider, säger Santiago Mideros, växtpatolog vid Institutionen för växtvetenskaper vid University of Illinois.
I en ny studie publicerad i tidskriften Fytopatologi , Mideros och hans kollegor identifierade två av generna som orsakar sjukdomar i majs. Men för att förstå betydelsen av resultaten, det är viktigt att veta hur svamp- och majsgener interagerar.
Flera gener hjälper majs att motstå olika stammar av nordlig majsbladsskimmel:Ht1, Ht2, Ht3, och HtN. Dessa gener kan signalera proteiner som skyddar växten från angrepp av svampen, men den exakta mekanismen är inte känd. Motståndet bryts ner - majs blir känsligt igen - när svampen utvecklas för att undvika upptäckt av växten.
"När du går igenom säkerhetskontrollen på flygplatsen, de letar efter vapen. På samma sätt, växter letar efter vapen som patogenen har. Men patogenen kan släppa ett vapen och plocka upp ett annat - något som växten inte kan upptäcka. Men om den har ett annat vapen, det kommer fortfarande att vara farligt, " säger Mideros.
Interaktionen mellan majs- och svampgener har varit känd i decennier, men tills nu, forskare visste inte den molekylära sammansättningen av dessa gener i svampen, eller var de fanns i genomet. För att få denna information, forskargruppen parade ihop olika stammar av svampen:en som orsakar sjukdom på Ht1 majsväxter, och en som inte gör det. De kartlade sedan generna för den resulterande avkomman.
"Baserat på data från avkomman, vi kunde upptäcka vilken gen som tillåter svampen att orsaka sjukdom, " förklarar Mideros. De bekräftade platsen för en svampgen involverad i sjukdomen, AVRHt1, och hittade en kandidatplats för en annan, AVRHt2. Forskarna identifierade också molekylära markörer som borde göra det lättare att identifiera sjukdomsframkallande stammar i framtiden.
"Nu när vi har molekylära markörer, vi kunde prova miljön och ta reda på vilka stammar av patogenen som finns där ute. Så småningom, bönder kanske kan plantera majssorter som är resistenta mot specifika patogener som finns i deras område, " säger Mideros.
Mideros betonar att det krävs mycket mer arbete för att nå en sådan framtid, men det första steget är nu ur vägen.
Artikeln, "Determinanter för virulens och in vitro-utveckling samlokaliseras på en genetisk karta över Setosphaeria turcica, " publiceras i Fytopatologi .
