دستاورد ژنتیکی؛ ابزار دیگری در مبارزه با آفات گندم/ هجوم حشرات بازده و کیفیت گندم را کاهش می‌دهد

هجوم حشرات سبزرنگ ( (Greenbug و حشره گندم خوار( Hessian fly ) می تواند به طور قابل توجهی بازده و کیفیت گندم را در تگزاس و سراسر جهان کاهش دهد. گیاه پروری جهت ایجاد مقاومت دربرابر این دو آفت با استفاده از "گزینش به کمک نشانگر" از طریق مطالعه ای در پژوهشکده A&M Agrilife تگزاس، به ابزار جدیدی دست یافته است.

به دلیل اینکه ژنتیک اقتصادی ترین استراتژی برای کمینه کردن تلفات است، دکتر شویو لیو ژنتیست این پژوهشکده دوسال پیش شروع به پژوهش پیرامون نشانگرهای دوستدار- پرورش دهنده برای این دو حشره کرد. این قدم ادامه ی تحقیقات ژنتیکی درحال انجام بر روی مقاومت حشرات است.

در طول سالها، تعداد ژن های مقاوم حشرات سبز در گندم و خویشاوندانش، بر مبنای عکس العمل های متفاوت آنها به زیست گروه های مختلف که از طیف A تا K هستند شناسایی شده است. حشره گندم خوار ۱۸ زیست گروه دارد و به دلیل اینکه از طریق جهش، توانایی غلبه بر ژن های مقاومت در گونه های گندم را دارد، شناسایی و به کار بردن ژن های مقاومت برای پرورش گندم از طریق منابع مختلف ضروری است.

دانشمندان از نشانگرهای ژنتیکی برای شناسایی مناطقی که ژن های خاص در آنجا می توانند در یک گیاه خاص یافت شوند استفاده کردند. لیو محل ها یا نشانگرهایی را که موجب ایجاد ژن مقاومت Gb7 در حشرات سبز و ژن مقاومت H32 در حشره گندم خوار می شود را شناسایی کرده است.

کار لیو اخیرا در مجله نظریات و کاربرد پژوهش ژنتیک پرورش گیاهان منتشر شده است، جزئیات توسعه آزمون عکس العمل زنجیره ی KASP برای هر دو ژن توضیح داده شده است.

بودجه این پروژه توسط آژانس پژوهشی اگری لایف و هیئت تولید کننده گندم تگزاس تامین شده است.

لیو می گوید هر دو ژن از طریق تحقیقات گذشته شناسایی شده اند و نقشه نشانگرهای پیوند دهنده آنها نیز تهیه شده اما این روش های شناسایی برای روش گزینش به کمک نشانگرها جهت ارزیابی هزاران گیاه مناسب نبودند.

او می گوید دانستن آدرس به این معنا نیست که شخص بداند از کجای شهر برای یافتن آن مکان باید شروع کند. اما با توسعه پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی یا SNP که حاوی نشانگرهای جناحی هستند که از نزدیک به کروموزوم ها متصل شده و بر روی آنها واقع شده اند، ژنتیک شناسان می توانند محدوده هایی را برای جستجو شناسایی کنند.

او می گوید بعد از آن SNP به آزمون KASP که کمک کننده پرورش دهندگان است تبدیل می شود زیرا برای استفاده آسان تر، سریع ترو دقیق تر هستند.

لیو می گوید نشانگرهای موثر مولکولی که از نزدیک به ژن های هدف متصل شده اند کلیدهایی برای موفقیت روش گزینش به کمک نشانگرها بر روی ویژگیهای مقاومتی حشرات سبز و گندم خوار است. برای مثال، یک پرورش دهنده به طور معمول ۱۰۰۰ خط پرورشی را آزمایش می کند و KASP مانند یک پرچم عمل می کند و می گوید ژن های لازم برای یک خصوصیت خاص در یک خط ویژه قرار دارد.

به وسیله تحقیق لیو، هر دو ژن اکنون می توانند از طریق گزینش به کمک نشانگرها به سادگی به یک خط جدید گندم تبدیل شوند.

لیو می گوید ژن GB7 و H32 هر دو در یک گندم پیوندی W7984 که یک گونه والد برای گونه های تحت نقشه برداری است که محققان گندم در سراسر دنیا از آن استفاده می کنند یافت می شود. گندم های ترکیبی یک گونه پیوندی ساخت انسان هستند که بین گندم دورم یا پاستا و آجیلوپس قرار دارند. این پیوندهای ابتدایی دسترسی به ژن های خویشاوندان وحشی گندم را فراهم می کند، بنابراین تنوع ژنتیکی قابل استفاده برای پرورش دهندگان را افزایش می دهد تا بتوانند گندم زمستانه را بهبود بخشند.

او می گوید گونه های نقشه برداری شده ۱۰ سال پیش توسط طرح نقشه برداری بین المللی از گونه ترتیکوم توسعه یافت، اما هیچ کدام از این ژن ها برای ایجاد مقاومت در برنامه های پرورش به این صورت استفاده نشده اند.

او می گوید" به گمان من دلیلی که آنها استفاده نشده اند این است که آنها در خط ترکیبی قرار دارند و نیاز به تلاش بیشتری برای انتقال آنها به خطوط گندم سازگار وجود دارد». «آنچه ما توسط نشانگر KASP انجام داده ایم پیدا کردن و به کار بردن آسان تر آنهاست".

او می گوید برای مثال TAM 114 یک گونه جدیدتر و محبوب در تگزاس، در مقابل حشرات سبز مقاوم نیست و تنها در مقابل حشره گندم خوار مقاوم است.

او می گوید: "اما با این دانش جدید، پرورش دهندگان می توانند با TAM 114 را پیوند زنند و کیفیت خوب نهایی آن را حفظ کنند و آن را در مقابل ژن های GB7 و H32 مقاوم کنند». «این کار، خط جدید را در مناطقی که حشره گندم خوار یک مشکل است سازگارتر می کند".

لیو می گوید با پیوند گونه های گندم ها با نمایشگرهای KASP ، فرایند توسعه خط خالص با خواض گزینش شده می تواند بسیار دقیق تر باشد.

لیو می گوید او به این دلیل شروع به پژوهش در مورد این نشانگرها کرده است که برنامه پرورش TAM ژرمپلاسم مصنوعی سنگینی را به کار می برد بنابراین این نشانگرها بسیار سریع می توانستند اجرا شوند.

برای رسیدن به این نقطه، لیو از نشانگرهای زیست گونه های توالی شده، که توسط سایر گروه های پژوهشی توسعه یافته است استفاده کرد و در نهایت نشانگرهای KASP با استفاده از مجموعه ای از خطوط گندم ترکیبی مود تایید قرار گرفت. عکس العمل هر کدام از خطوط جمعیت مورد نقشه برداری نسبت به حشرات سبز و گندم خوار، توسط مرکز خدمات کشاورزی وزرات کشاورزی آمریکا آزمایش شد.

او می گوید: "ما نشان داده ایم که آنها تحت زمینه های ژنتیکی بسیار، موثر هستند». «تنوع و سود ژنتیکی همیشه برای پرورش دهندگان گندم مهم است".

مترجم: بهاران پدرام