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Gene gardes production céréalière graminées et que les gens peuvent manger des animaux

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L'Université Purdue et l'USDA-Agricultural Research Service des scientifiques ont découvert qu'un type de gène dans les usines de production céréalière bloque l'infection par un champignon pathogène qui peut détruire des cultures vitales pour l'alimentation humaine et de fournitures.

L'équipe de recherche est la première à montrer que le même processus biochimique protège l'ensemble d'une usine de la famille - graminées - de la dévastatrice, champignon pathogène. Le naturel de la résistance aux maladies est probablement responsable de la survie de céréales et autres graminées au cours des 60 derniers millions d'années.

Les conclusions vont stimuler la conception de nouvelles stratégies de lutte contre la résistance aux maladies et d'autres graminées et d'autres plantes. Graminées capacité de parer aux agents pathogènes est une préoccupation majeure, car les graminées, y compris le maïs, l'orge, de riz, de sorgho et d'avoine, de fournir la plupart des gens consomment plus de calories, et certaines espèces sont également de plus en plus d'enquêtes pour la conversion en énergie.

Un gène de résistance, d'abord découvert dans le maïs, et la lutte contre la toxine fongique enzymes qu'il produit apparemment fournir un mécanisme biologique qui garde toutes les espèces de graminées de ce champignon, dit Guri Johal, Purdue professeur agrégé de botanique et de phytopathologie. Il est senior et auteur de l'étude publiée cette semaine (Jan. 28-Feb. 1) in Early Edition, la version en ligne des Proceedings of the National Academy of Sciences. Il apparaîtra dans l'édition imprimée Février 5.

"Nous pensons que si le gène Hm1 n'avait pas évolué, alors graminées aurait eu du mal à survivre, prospère ou, du moins, la répartition géographique aurait été limitée», dit Johal. «Cette usine de gène de résistance est durable et est indispensable fongiques contre ce groupe, qui a la capacité de détruire une partie de la plante à tout stade de développement."

En 1943, une autre champignon décimé les récoltes de riz au Bengale, provoquant une famine catastrophique dans laquelle 5 millions de personnes affamées. Le même groupe fongique était responsable de deux autres épidémies enregistrées dans l'herbe au 20e siècle, y compris le sud du maïs 1970 brûlure de la feuille qui a détruit 15 pour cent de la production de maïs des États-Unis.

L'étude, qui fait partie d'un effort visant à prévenir de futures crises de cultures, offre également de nouvelles informations sur l'évolution de l'interaction plante-pathogène, Johal rapport et ses collègues, dont l'USDA-Agricultural Research Service chercheur Steven Scofield et végétales généticien Michael Zanis. Les conclusions ont des implications pour la survie et l'évolution future des graminées, qui inclut également le seigle, bluegrass, canary grass roseaux et de bambous.

Johal et de l'équipe de recherche a commencé cette étude car ils ont l'intuition que le mécanisme génétique similaire à celui de la protection de maïs un champignon, appelé Cochliobolus carbonum course 1 (CCR1), pourrait également être à l'œuvre dans d'autres graminées. Ils savaient que toutes les graminées ont des gènes similaires, ou homologues, à Hm1, mais pas de savoir si le même mécanisme génétique fournissait la résistance contre le champignon et sa toxine.?

Pour déterminer si le même processus biochimiques étaient à l'œuvre pour empêcher la sensibilité à l'herbe champignon famille, Johal et son équipe de couper le Hm1 homologue orge dans certaines plantes. Ensuite, ils infectés de l'essai avec l'orge champignon.

Dans l'orge qui n'a plus de fonctionnement Hm1 gène homologue, le champignon, avec l'aide de ses toxines, de l'origine de la plante. Les lésions des tissus sur les feuilles d'orge est typique des symptômes de la brûlure des feuilles du maïs dans le maïs.

Une partie de la recherche d'orge, qui avait un fonctionnement Hm1 gène, a été inoculées avec le champignon. Les résultats ont montré que la résistance était le même mécanisme que celui qui empêche le champignon maladie de l'infection dans le maïs.

Comme dans le maïs, le gène Hm1-comme une enzyme qui produit le champignon désarmés' pathogènes toxine. La désintoxication isolé, l'infection à l'endroit où le champignon a envahi. Les recherches avec l'orge a également montré que, comme pour le maïs sensible à la moisissure, l'infection se produit si l'isolement le champignon ne produit pas de toxine.

Maintenant que les chercheurs savent que Hm1 homologues dans toutes les graminées apparemment déclencher la même résistance à la famille des champignons, la prochaine étape sera d'étudier comment la maladie fongique toxine facilite pas quand dégradées par Hm1.

Scofield est un scientifique dans la Purdue à base USDA-ARS Crop Production and Pest Control Research Unit et professeur assistant adjoint de Purdue. Zanis, est professeur adjoint au Département de la Purdue Botany and Plant Pathology. Les autres chercheurs impliqués dans l'étude ont été Anoop Sindhu, co-auteur principal, ancien botanique et phytopathologie assistant de recherche postdoctorale et maintenant un Iowa State University assistant scientifique; Satya Chintamanani, co-auteur principal et un assistant de recherche postdoctorale, et Amanda Brandt, USDA-ARS un technicien de recherche.

Purdue University, la National Science Foundation et le USDA-Agricultural Research Service a fourni des fonds pour cette recherche.

Http://www.purdue.edu

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