Ученые находят гены, чтобы спасти ясеня от смертельного жука

Международная группа ученых определила потенциальные гены устойчивости, которые могут защитить ясеня от Изумрудного золоотвала (EAB), смертельного вредителя, который, как ожидается, убьет миллиарды деревьев во всем мире.

В новом исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature Ecology & Evolution, исследователи из Лондонского университета королевы Марии и Королевского ботанического сада Кью секвенировали геномы 22 видов ясеня ( Fraxinus ) со всего мира и использовали эту информацию для анализа как разные виды связаны друг с другом.

Тем временем сотрудники Лесной службы Министерства сельского хозяйства США в штате Огайо проверили устойчивость более 20 видов ясеня к EAB, высиживая яйца, прикрепленные к коре деревьев, и следуя судьбе личинок жука. Устойчивые деревья ясеня обычно убивали личинок, когда они закапывались в их стебли, но восприимчивые — нет.

Исследовательская группа заметила, что некоторые из устойчивых видов были более тесно связаны с восприимчивыми видами, чем с другими устойчивыми видами. Это означало, что находящиеся в Великобритании ученые-геномы смогли найти гены устойчивости, отыскивая места в ДНК, где устойчивые виды были похожи, но демонстрировали отличия от своих восприимчивых родственников.

Используя этот новый подход, ученые выявили 53 кандидата генов устойчивости, некоторые из которых участвуют в создании химических веществ, которые могут быть вредными для насекомых.

Полученные данные позволяют предположить, что селекция или редактирование генов могут быть использованы для помещения этих генов устойчивости в виды ясеня, в настоящее время пораженные EAB.

За последние 10 лет EAB уничтожил сотни миллионов ясеней в Северной Америке. В то время как отдельные деревья ясеня можно защитить с помощью инсектицидов, единственное долгосрочное решение для сохранения популяций американского ясеня — это разведение деревьев с устойчивостью к EAB.

Жук также представляет угрозу для популяций европейского ясеня. Он был обнаружен под Москвой около 15 лет назад и теперь распространился на Украину.

В ходе исследования американские исследователи обнаружили, что европейский ясень был более устойчив к EAB, чем североамериканский вид. Тем не менее, европейские ясеня уже затронуты эпидемией грибковой болезни, гибели ясеня, и эксперты еще не поняли, как эти две угрозы могут взаимодействовать.

В исследовании также приняли участие коллеги из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США и Департамента развития лесного хозяйства Teagasc, Дублин, Ирландия.

Доктор Лаура Келли, академическая посетительница королевы Марии, руководитель исследования здоровья растений в Королевском ботаническом саду, Кью и первый автор исследования, сказала: «Ясень является ключевым компонентом лесных экосистем умеренного пояса, и ущерб, наносимый EAB, также наносит ущерб в опасности многие преимущества, которые обеспечивают эти леса. Наши результаты показывают, что может быть возможно увеличить устойчивость у восприимчивых видов ясеня посредством гибридного размножения с их устойчивыми родственниками или путем редактирования генов. Знание генов, участвующих в устойчивости, также поможет усилиям по выявлению деревья, которые способны выдержать постоянную угрозу от EAB, и, в свою очередь, могут способствовать восстановлению ясеня в областях, которые уже были захвачены».

Рекомендация: если вы собираетесь сажать ясень, и ищите его семена, или например семена сахарной кукурузы, мы советуем вам посетить интернет магазин семян по ссылке.

Профессор Ричард Баггс, профессор эволюционной геномики в королеве Марии и старший научный руководитель по здоровью растений в Королевском ботаническом саду, Кью, сказал: «Изумрудный золоулавливатель убил сотни миллионов ясеней в Северной Америке, поскольку он был случайно импортирован в Детройт из Азии в деревянной упаковке. Жук сейчас распространяется по всей Европе, где мы пока не знаем, как он будет взаимодействовать с инвазивным грибковым патогеном, вызывающим эпидемию гибели ясеня. Мы должны быть готовы принять решительные меры, чтобы остановить распространение вредителей и патогенных микроорганизмов, наносящих вред деревьям и окружающей среде, а также патогенных микроорганизмов, поражающих людей».

Д-р Дженнифер Кох, биолог-исследователь из лесной службы Министерства сельского хозяйства США, сказала: «Эти кандидатные гены устойчивости, после их проверки, способны значительно ускорить процесс размножения, а производство улучшенного посадочного материала для восстановления лесов и уничтоженных ландшафтов EAB.»

Профессор Мелани Уэлхэм, исполнительный председатель BBSRC, сказала: «Эти важные результаты исследований демонстрируют важность международного сотрудничества для углубления фундаментальных знаний о биологии патогенов. Благодаря лучшему пониманию последствий болезней деревьев во всем мире мы можем обеспечить надлежащие подходы к их управление«.