Грибковые болезни очень широко распространены у пшеницы, особенно порошкообразная плесень пшеницы (Blumeria graminis f. sp. tritici). Пшеница может быть защищена от этой болезни при помощи генов, которые наделяют ее этой устойчивостью. Один из этих генов устойчивости (R гены) - ген Pm3. 16 различных разновидностей аллелей (различные формы одного и того же гена) Pm3, как известно, происходят из очень старых сортов пшеницы, но они также встречаются и в некоторых более новых сортах.

Каждый из этих аллелей обладает устойчивостью к определенным видам плесенного гриба, но не для всех его видов. Если ген R есть в пшенице в достаточном количестве, то он будет эффективен только в течение некоторых лет, потому что очень быстро развиваются патогенные свойства, нейтрализующие эффективность этого гена. Чтобы продлить эффективность генов R, фермеры могут привить несколько вариантов – смесей сортов имеющих один и тот же самый генетический фон, но содержащих различные гены R или аллели R.

Цель этого исследования состояла в том, чтобы проверить, передается ли сопротивляемость порошкообразной плесени эффективная в полевых условиях, при помощи гена Pm3 пшенице, если использовать генную инженерию? По сравнению с классическими методами скрещивания у генетической передачи генов R есть преимущество потому, что при этой процедуре не произойдет передача каких-либо нежелательных генов. Более ранние эксперименты, проводимые с другими генами R и другими видами растений указывают, что большее насыщение растения геном R повышает у него сопротивляемость, но также может нанести вред растению в определенных случаях.

Описание эксперимента
Серии ГМ-пшеницы, изученные в эксперименте, содержали аллели Pm3a, Pm3b, Pm3c, Pm3d, Pm3f и Pm3g, которые были индивидуально вставлены в образцы пшеницы. Сорт пшеницы Bobwhite был выбран в качестве подопытной, потому что он очень восприимчив к порошкообразной плесени и может быть достаточно легко генетически модифицирован по сравнению с множеством других сортов пшеницы. Появлению трансгенов способствовал катализатор (Ubiquitin).

Трансгенные серии были изучены и проанализированы при помощи молекулярных методов и проверены в лабораторных условиях на сопротивляемость порошкообразной плесени с использованием теста на инфекцию. В общей сложности двенадцать серий были отобраны для дальнейших экспериментов.
Полевые исследования проводились на земле, принадлежавшей Agroscope Reckenholz Tänikon (ART) научно-исследовательской станции в Швейцарии.

Метод обнаружения
Чтобы идентифицировать трансгенные растения, аллели Pm3, были применены молекулярные биологические методы, метод Саузерн-Блоттинга (англ. Southern Blot) и полимеразной цепной реакции (ПРЦ) (англ. Polymerase Chain Reaction — PCR). Кроме того, сопротивляемость плесени было обнаружено на сегментах листа посредством теста на инфекцию.

Результаты
Четыре трансгенные серии пшеницы, выращенных в оранжерее, содержащих в различных местах их генома аллель Pm3b, оказалось наиболее устойчивые к порошкообразной плесени, чем подконтрольные нетрансгенные серии. Они были также более стойкими, чем пшеница landrace Chul, в которой Pm3b вырабатывается естественно путем без катализаторов. Появление трансгенов было подтверждено RT qPCR.

Кроме сопротивляемости порошкообразной плесени, эти серии не показали нетипичных изменений. В отличие от этого, три из четырех трансгенных серий продемонстрировали уменьшение в росте растений, изменение колосков пшеницы или появление желтых листьев. Эти изменения, скорей всего были вызваны высоким содержанием Pm3b.
Результаты других трансгенных серий Pm3 и трансгенных мультисерий еще не изданы.

Источник: исследования