Mnoho odrůd sóji má přirozeně se vyskytující genetickou odolnost vůči cystotvornému háďátku sóji, hlavnímu škůdci ovlivňujícímu plodinu. Počet kopií genu rezistence se mezi kultivary liší; nová metoda, kterou vyvinuli vědci z University of Illinois, je poprvé schopna tuto variaci efektivně kvantifikovat. Nová metoda byla testována ve skleníkových pokusech, aby se ukázalo, že čím více kopií genu, tím větší odolnost vůči cystotvornému háďátku sóji. Šlechtitelé mohou touto metodou vyvinout nové odrůdy sóji s větší a spolehlivější odolností.
Háďátko sójové je celosvětově celosvětově největším škůdcem sójových bobů, což představuje odhadované roční ztráty ve výši téměř 1,3 miliardy dolarů ve Spojených státech. Některé odrůdy sóji mají odolnost vůči drobným parazitickým červům díky konvenčnímu šlechtění přirozeně se vyskytujících genů rezistence, ale současná úroveň rezistence je stále méně spolehlivá.
"Naším zájmem je najít nové zdroje rezistence, protože zdroje, které lidé používali, se rozkládají. Háďátka jsou stále lepší v překonávání odporu, který máme u současných kultivarů. Máme také zájem zlepšit naše pochopení toho, jak tato rezistence funguje, abychom mohli udělat lepší práci při jejím výběru,“říká šlechtitel rostlin z University of Illinois, Brian Diers.
V roce 2012 objevili genetik U of I Matthew Hudson, Diers a Andrew Bent, spolupracovník z University of Wisconsin, přirozeně se vyskytující genetický lokus (oblast na chromozomu), který je kritický při kontrole rezistence vůči cystám sóji háďátko, ale to byl jen začátek.
„Ukazuje se, že v tomto lokusu se opakují čtyři geny,“vysvětluje Diers. "Různé různorodé typy sóji, které jsou rezistentní, mají různý počet repetic. Například v PI 88788, který je původním zdrojem rezistence SCN pro většinu odrůd sóji na Středozápadě, existuje devět repetic těchto čtyř genů. U citlivých odrůd, existuje pouze jedna kopie těchto čtyř genů. Další zdroj rezistence, Peking, má tři kopie těchto opakování."
Tento rozdíl v počtu opakování je známý jako variace počtu kopií a je běžnější, než se dříve myslelo. Ale dříve neexistoval žádný snadný nebo nákladově efektivní způsob, jak kvantifikovat počet genových repetic. Pomocí metody nedávno vyvinuté v Hudsonově laboratoři lze počet genových repetic přesně sledovat měřením poměru mezi dvěma geny.
Přestože vědci předpokládali, že více kopií genové sekvence může poskytnout vyšší stupeň rezistence, neměli žádný způsob, jak své podezření otestovat, než byl vyvinut nový test. Po získání nového testu se tým znovu pustil do práce.
"Pěstovali jsme rostliny sójových bobů ve skleníku, naočkovali jsme je háďátky a pak pomocí testu určili, kolik opakování měla každá rostlina. Jak bylo předpovězeno, zjistili jsme, že čím více opakování měla rostlina, tím odolnější byla byl,“vysvětlil Diers. "To dokázalo, že počet opakování je důležitý."
Vyzbrojeni těmito informacemi vědci plánují prozkoumat počet opakování přítomných ve stávajících odrůdách sóji odolných vůči háďátkům ve snaze vysvětlit, proč některé vykazují lepší odolnost než jiné v polních podmínkách. Plánují také zlepšit šlechtitelské programy tím, že zajistí, aby rodičovské linie měly maximální počet dostupných repetic v daném genotypu, a selektují nové varianty s dalšími kopiemi, které mohou vykazovat vynikající rezistenci.
"Nakonec," dodává Diers, "pokud dokážeme vybrat více kopií, mohlo by to být pro zemědělce přínosem, protože bychom mohli získat silnější odolnost. Chovatelé nyní budou mít lepší nástroje pro výběr a ověření odolnosti."
Zde popsaný výzkum je publikován ve dvou článcích. "Účinná metoda pro měření kolísání počtu kopií aplikovaná na zlepšení odolnosti proti háďátkům" je publikována v The Plant Journal. Vedoucí autor Tong Geon Lee je nyní na Floridské univerzitě. Diers a Hudson z U of I jsou spoluautoři. "Vliv počtu kopií Rhg1, typu a interakce s Rhg4 na rezistenci vůči Heterodera glycines v sóji" je publikován v Theoretical and Applied Genetics. Vedoucí autor Neil Yu je nyní ve společnosti Monsanto a spoluautor Daniele Rosa na Federal University of Vicosa v Brazílii. Lee, Hudson a Diers jsou dalšími spoluautory. Obě studie byly podpořeny United Soybean Board.
