
با استفاده از تکنیکهای پیشرفته ژنومیک، تیمی از دانشمندان از خدمات تحقیقات کشاورزی (ARS)، دانشگاه ایالتی آیووا (ISU) و برزیل، دستهای از ژنهای سویا را شناسایی کردهاند که در برابر قارچ مقاومت میکنند. Phakopsora pachyrhizi که باعث زنگ سویای آسیایی (ASR) می شود. این کشف به دفاع از محصول 27 میلیارد دلاری سویا در ایالات متحده در برابر ASR، از طریق اصلاح متعارف یا روشهای بیوتکنولوژیک کمک میکند.
ASR برای اولین بار در سال 2004 در قاره ایالات متحده شناسایی شد. به گفته میشل گراهام، متخصص ژنتیک، اگرچه استفاده از قارچ کش در برابر ASR موثر است، اما ارائه ارقام مقاوم به کشاورزان پایدارتر است.او با واحد تحقیقات حشرات ذرت و ژنتیک محصول ARS در ایمز، آیووا کار می کند.
نقشهبرداری ژنتیکی قبلاً مقاومت ASR را به پنج ناحیه DNA یا "مکان" در ژنوم سویا، به نامهای Rpp1 تا Rpp5 مرتبط میکرد. غربالگری 15000 توده در مجموعه ژرم پلاسم سویا ARS نشان داد که مقاومت غیرمعمول است: کمتر از 5 درصد از توده ها مقاوم هستند.
گروه گراهام جایگاه Rpp4 را توالی یابی کردند و دسته ای از ژن های کاندید را شناسایی کردند که مقاومت ASR را ایجاد می کنند. مقایسه ارقام حساس و مقاوم، یک ژن کاندید واحد، Rpp4C4 را شناسایی کرد که تصور میشود مقاومت ایجاد میکند. Rpp4C4 یکی از پنج ژن تقریباً یکسان در جایگاه Rpp4 است. "در هم ریختن" یا نوترکیب مکرر در داخل خوشه اجازه می دهد تا ژن های جدید مقاومت به بیماری تشکیل شود.
به عنوان مثال، رقم سویا Williams82 دارای سه ژن مقاومت در خوشه است و فاقد Rpp4C4 است که آن را در برابر ASR آسیب پذیر می کند. با این حال، خط PI459025B، منبع مقاومت Rpp4، دارای پنج ژن نامزد است.مطالعات "خاموشی ژن ناشی از ویروس" برای خاموش کردن ژن های کاندید Rpp4 در PI459025B، مستعد ابتلا به ASR و تایید اهمیت ژن ها استفاده شد.
گراهام، همراه با جنل مایر، کری پدلی و رندی شومیکر از ARS. چونلینگ یانگ، چون کوان ژانگ، مارتین ون د مورتل، جان هیل و استیو ویتام از ISU. و ریکاردو عبدالنور و دانیل سیلوا از شرکت تحقیقات کشاورزی برزیل (Embrapa) در برزیل، یافتههای خود را اخیراً در نسخه آنلاین فیزیولوژی گیاهی منتشر کردند.