的青枯病已经严重危害了全世界的粮食作物。它摧毁了主要作物,如西红柿、土豆、香蕉、生姜和胡椒。它发生在许多国家,侵袭200多种植物。
导致疾病的细菌已经在土壤、种子和植物材料中游荡了许多年。它也能感染水和农业设备。植物育种者和农民希望尽快知道品种对细菌的抗性。但到目前为止,他们必须种植——然后等待成熟的植物在田间观察抗性。现在,研究显示了为农民和植物育种者节省时间和降低风险的可能方法。一种新的方法有望比以前更早地预测品种的抗性。
研究人员现在可以分析品种在苗期的抗性,以应对各种威胁。他们使用植物代谢组学和统计建模来解码植物的化学防御。结合遗传方法,该方法将有助于确定依赖于几个基因的抗性,这是植物育种中长期存在的挑战。农民的困境
“当农民购买种子时,他们需要考虑植物必须存活的威胁。例如,一个农场可能有干旱和高温。约翰内斯堡大学植物代谢组学研究中心主任Ian Dubery教授说,如果土壤已经被青枯菌感染,农民有两种选择。
“首先,不要种植受到青枯病侵袭的作物。其次,选择抗性更强的植物品种。如果出现干旱、高温和青枯病,农民希望培育一种足以抵御所有这三种威胁的品种。”
在全基因组DNA测序时代,这似乎很简单。分析该品种的所有基因,并针对特定农场的威胁选择具有正确基因的基因。但是植物抗性可能不是那样的。对于威胁来说,一个基因就能开启或关闭抵抗力。另一方面,可能涉及几个基因。
“很难看出哪些品种抗青枯病。对青枯菌的抗性是一个多基因特性——它取决于许多基因——而这些还没有被很好地理解。科学需要时间来了解它是如何工作的,”杜伯瑞说。
依靠植物的外表也可能具有欺骗性。当一株植物年轻时,可以说这个品种不能抵抗威胁——它很容易受到威胁。但杜伯瑞说,消除易感品种并不会让你开发出耐药品种。在植物免疫中,敏感性和抗性可能会受到环境因素的严重影响。