Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Ny genetisk viden kan bidrage til at øge hvedens resistens mod plantesygdomme

Forskere fra Aarhus Universitet har bidraget til at skabe ny viden om resistens mod gulrust, der er en farlige svampesygdom i hvede. Resultaterne har global betydning.

07.11.2018 | Janne Hansen

Genet Y15 i hvede beskytter hveden mod gulrust. Søjlerne viser hvad der sker 1, 7 og 14 dage efter smitte med gulrust på celleniveau og på planten. Billederne i anden og fjerde række er fra hvede, der indeholder genet Y15, og det ses tydeligt, i hvor høj grad den modstår smitte. Foto: Nature Communications

Genet Y15 i hvede beskytter hveden mod gulrust. Søjlerne viser hvad der sker 1, 7 og 14 dage efter smitte med gulrust på celleniveau og på planten. Billederne i anden og fjerde række er fra hvede, der indeholder genet Y15, og det ses tydeligt, i hvor høj grad den modstår smitte. Foto: Nature Communications

En stor international gruppe af forskere fra blandt andet Aarhus Universitet har gennem mere end 20 år arbejdet målbevidst med at undersøge funktion og genetik af Yr15-resistens, et gen, der beskytter hvede mod gulrust, som er en meget udbredt og tabsvoldende svampesygdom over det meste af verden. Denne viden kan bidrage med endnu et brik i spillet om at udvikle hvedesorter, der er modstandsdygtige over for gulrust. Resultaterne er netop publiceret i Nature Communications. 

Hvede er en af verdens vigtigste afgrøder. På global plan dyrkes den på 244 millioner hektarer, hvilket er et større areal end nogen anden afgrøde. Udbyttet er mere end 750 millioner tons om året. Hvede bruges bredt til både fødevarer og foder, og det er derfor afgørende, at den beskyttes mod svampesygdomme. 

Gulrust truer hvede

En af de sygdomme, som hvede angribes af, er svampesygdommen gulrust. Omkring 88 procent af hvedeproduktionen er modtagelig over for gulrust, og et forsigtigt skøn siger, at mindst fem millioner tons af hvedehøsten ødelægges årligt som følge af sygdommen. 

Den sygdomsfremkaldende svamp – patogenet – udvikler sig hurtigt med nye, virulente udgaver, så der er et konstant kapløb mellem planteforædlere, der fremavler sygdomsresistente sorter af hvede og rustsvampen. Med en bedre forståelse af de mekanismer, som hvedeplanten bruger i sit selvforsvar, vil planteforædlere være endnu bedre rustet til opgaven. Det er netop her, at forskergruppen bidrager med afgørende nye resultater. 

Forsvarsmekanisme sat under lup

Forskerne har zoomet ind på gensekvensen af Yr15-resistens i hvede. Yr15 er kendt for at være en af de mest effektive resistensgener overfor gulrust. Forskerne har nu fundet ud af, at Yr15 har en helt unik virkemekanisme. Nogle medlemmer af den internationale forskergruppe har kortlagt gensekvensen af Yr15, mens forskerne fra Aarhus Universitet har undersøgt, hvordan resistensgenet rent faktisk virker på celleniveau. 

- Yr15 er en gammel kending, og den er i forvejen ”på hylderne ” hos planteforædlerne. Det nye og spændende er, at vi har fundet ud af, at Yr15 virker på en anden måde end andre former for resistens. Den virker på et tidligere tidspunkt i smitteforløbet, og vi har kun fundet et tilfælde, hvor svampen kunne bryde gennem dette forsvar, siger professor Mogens Støvring Hovmøller fra Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet, og en af forskerne i den internationale gruppe. 

Nødvendigt med et helt artilleri

Når man forædler svamperesistente afgrøder, er det vigtigt at have adgang til resistensgener, der repræsenterer en hel vifte af virkemåder. På den måde, hvis svampen overkommer den ene forsvarsmekanisme, så er der stadigvæk andre bolværk, der kan forhindre svampen i at skade planten. 

Ved hjælp af avanceret mikroskopi har forskerne ved Aarhus Universitet kigget inde i planterne og observerede selve processen, når hvedens Yr15 forsvarer sig mod bestemte isolater af gulrust. Svampeisolaterne er forskerne ved Aarhus Universitet leveringsdygtige via Det Globale Rustcenter ved AU Flakkebjerg, hvor der samles og opbevares svampeisolater fra hele verden til brug for forskning i hvederust. 

Forskerne fandt endvidere, at ved at kombinere Yr15 med andre resistensgener, så bliver hvedesorten resistent mod alle hidtil kendte virulente racer af gulrust. 


Du kan læse artiklen "Cloning of the wheat Yr15 resistance gene sheds light on the plant tandem kinase-pseudokinase family" i Nature Communications her


Yderligere oplysninger

Professor Mogens Støvring Hovmøller, Institut for Agroøkologi, email: mogens.hovmoller@agro.au.dk, telefon: 8715 8129, mobil: 2228 3361

Agro, Plantedyrkning, DCA