黃葉病是巴西主要的甘蔗害蟲，是由對熱處理具有抗性的病毒引起的。受感染的種植園只能通過在實驗室的組織培養(yǎng)中種植小苗并將它們種植出來才能挽救，這是一個耗時的過程，需要專門的基礎設施和人員。根據長期研究該問題的一組科學家的說法，控制這種疾病的最有效方法是開發(fā)對甘蔗黃葉病毒具有抗性的品種。這是在 FAPESP 支持下進行的項目的目的。
這些科學家隸屬于巴西圣保羅州的大學(坎皮納斯大學 - UNICAMP、圣保羅州立大學 - UNESP)和國營農業(yè)綜合企業(yè)研究機構(坎皮納斯農藝研究所 - IAC、生物研究所 - IB)以及厄瓜多爾的ESPOL理工學院。在最近發(fā)表在《科學報告》雜志上的一篇文章中，他們描述了他們如何使用基因組學、機器學習和統(tǒng)計學來改進和加速對疾病抗性分子標記的搜索。
該小組發(fā)現，抗性品種大多是所謂的能量甘蔗類型，與傳統(tǒng)甘蔗相比，纖維含量更高，糖含量更低，因此最適合第二代或纖維素乙醇生產，盡管至少有一種適合糖或常規(guī)甘蔗。乙醇生產——以至于它剛剛被 IAC 商業(yè)推出。
研究人員評估了 97 種甘蔗基因型，包括Saccharum officinarum、S.spontaneum和S.robustum 的野生種質、傳統(tǒng)的糖和能量甘蔗克隆以及巴西育種計劃開發(fā)的商業(yè)品種。
“我們分析了每個品種對黃葉病的抗性。目的是將抗病性與遺傳特征聯系起來。我們使用了幾種不同的分子標記，即 DNA 變異，部署下一代測序來獲取這些信息，”UNICAMP 分子生物學和遺傳工程中心 (CBMEG) 的博士研究員Ricardo Pimenta說。
這些品種是通過 IAC 的甘蔗育種計劃選擇的。大多數是該計劃的一部分，但也有來自糖和乙醇工業(yè)發(fā)展大學間網絡 (RIDESA) 和甘蔗技術中心 (CTC) 的樣本。
“該系列代表了巴西甘蔗的變異性，無論是種植還是用于雜交以生產其他品種，”UNICAMP生物研究所植物生物學系教授兼 CBMEG 項目協調員Anete Pereira de Souza說。 .
甘蔗黃葉病的癥狀通常出現在植物發(fā)育的后期階段。主要癥狀是葉中脈嚴重變黃。該疾病改變光合效率以及蔗糖代謝和運輸，損害生長和產量。
方法
根據皮門塔的說法，這篇文章描述了一個以前從未嘗試過的實驗程序。“黃葉病毒是由甘蔗蚜蟲Melanaphis sacchari傳播的，”他說。“IAC 團隊種植了試驗田，同時在已經感染病毒的植物上飼養(yǎng)了蚜蟲。然后將蚜蟲釋放到未受感染的種植園中，并在受控的接種和感染過程中進行監(jiān)測。之前的研究使用了類似的方法，不同之處在于他們種植甘蔗并讓其自然感染，就像在一個不太受控制的接種過程中一樣。”
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