Globalt sett är jordgubbar allvarligt påverkade av Macrophomina phaseolina, en jordburen svamppatogen som drastiskt minskar avkastningen. Efter utfasningen av konventionella jordfumiganter som metylbromid finns det ett akut behov av att förbättra den genetiska resistensen mot denna patogen.
Resistensmekanismen är intrikat på genetisk nivå och utgör avsevärda hinder för traditionella avelsmetoder. Följaktligen finns det ett akut behov av djupgående forskning för att ta fram sofistikerade genetiska strategier för att effektivt motverka detta hot.
Studien, utförd av Institutionen för växtvetenskaper vid UC Davis och publicerad i Horticulture Research den 3 januari 2024, visar hur fenotypiskt urval under stressförhållanden snabbt kan stärka sjukdomsresistens hos jordgubbar.
Forskare utnyttjade genomomfattande associationsstudier (GWAS) och toppmoderna genomiska verktyg för att reda ut resistensmekanismen och identifiera flera pivotala resistensloci.
Denna forskning erbjuder en uttömmande analys av den genetiska resistensen mot Macrophomina i jordgubbar, och avslöjar den som en komplex polygen egenskap som påverkas av många loci. Genom att använda avancerad genomisk teknologi, inklusive GWAS, har forskare hittat dessa viktiga resistenslägen.
Detta underlättade den effektiva staplingen av gynnsamma alleler, vilket avsevärt ökade motståndsnivåerna i avelspopulationen från 1 % till 74 % inom två urvalscykler. Genom att implementera genomiska selektionstekniker och simulera miljöstressförhållanden under avelsprocessen, uppnådde forskarna snabba genetiska förbättringar.
Tillämpningen av genotypning med hög genomströmning och strategisk allelstapling förbättrade identifieringen och utnyttjandet av genetiska nyckelelement, vilket förfinade förädlingsstrategin för den snabba utvecklingen av resistenta jordgubbssorter.
Dr Steven J. Knapp, studiens huvudförfattare, sa:"Denna forskning driver inte bara vår förståelse av genetisk resistens framåt utan etablerar också en modell för förutsägande förädlingsmetoder som skulle kunna användas för andra grödor som står inför liknande utmaningar."
Implikationerna av denna studie sträcker sig bortom jordgubbar, och tillhandahåller en mall för att ta itu med sjukdomar i andra grödor via genomiskt urval. Den här metoden kan förändra hur uppfödare hanterar sjukdomsresistens, minska beroendet av kemiska behandlingar och öka grödans hållbarhet.
Dessutom kan odling av sjukdomsresistenta jordgubbssorter avsevärt förbättra både avkastning och kvalitet, vilket ger betydande fördelar för både odlare och konsumenter.
Mer information: Steven J Knapp et al, Transgressiv segregation, hoppfulla monster och fenotypiskt urval drev snabba genetiska framgångar och genombrott inom prediktiv avel för kvantitativ resistens mot Macrophomina i jordgubbar, Trädgårdsforskning (2024). DOI:10.1093/hr/uhad289
Journalinformation: Trgårdsbruksforskning
Tillhandahålls av TranSpread
