Washington, DC, USA
October 17, 2011
U.S. Department of Agriculture (USDA) scientists have characterized the molecular mechanism behind some plants' ability to resist rice blast, a fungal disease that affects cereal grain crops such as rice, wheat, rye and barley and can cause yield losses of up to 30 percent. The fungus has been found in 85 countries worldwide, including the United States.
Agricultural Research Service (ARS) plant pathologist Yulin Jia at the agency's Dale Bumpers National Rice Research Center in Stuttgart, Ark., determined how those molecular mechanisms work and how resistance genes evolved. Jia studies the molecular relationship between rice and the fungi responsible for the diseases rice blast and sheath blight.
ARS is USDA's principal intramural scientific research agency, and this research supports the USDA priority of promoting international food security.
Jia and his colleagues have also mapped two major blast-resistance genes from a rice cultivar from China. Their findings have been reported in the journals Euphytica, Plant Science, and Phytopathology.
A few years ago, Jia visited the International Rice Research Institute (IRRI) in Los Baños, the Philippines, and was able to bring back more than 100 rice lines that contained different genes that confer resistance to the blast fungus. Similarly, IRRI scientists have imported rice germplasm from the ARS collection for their research. Some of this germplasm has shown some resistance to sheath blight strains that occur in their environment, according to Jia.
Genes are constantly changing in order to survive, and over the years the genes in rice and fungi have co-evolved. Resistance is relative to the specific pathogens. For instance, not all humans are immune to flu viruses, because new strains of flu emerge constantly. That is also true for strains of fungi and the rice varieties they infect. So as time goes by, the old resistance genes may not work against the new fungal strains.
Read more about this and other cooperative studies between ARS and international research partners in the October 2011 issue of Agricultural Research magazine.
Photo: In a field of rice in Columbia, plant molecular pathologist Yulin Jia looks for typical eye-shaped lesions of rice blast disease. Photo by Fernando Correa.
Buscando los genes que proveen resistencia al añublo del arroz
Científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) han caracterizado el mecanismo molecular responsable de la capacidad de algunas plantas de resistir el añublo del arroz, el cual es una enfermedad fúngica que afecta los cultivos de granos tales como arroz, trigo, centeno y cebada y puede causar pérdidas de rendimientos de hasta el 30 por ciento. El hongo ha sido encontrado en 85 países, incluyendo EE.UU.
Patólogo de plantas Yulin Jia trabaja en el Centro Nacional Dale Bumpers de Investigación del Arroz mantenido por el ARS en Stuttgart, Arkansas. Allí, él determinó el funcionamiento de los mecanismos moleculares y la evolución de los genes de resistencia. Jia estudia la conexión molecular entre el arroz y los hongos responsables de las enfermedades conocidas como el añublo del arroz y el añublo de la vaina del arroz.
ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés), y esta investigación apoya la prioridad del USDA de promover la seguridad alimentaria internacional.
Jia y sus colegas también han mapeado dos genes principales de resistencia al añublo en un cultivar de arroz de China. Sus hallazgos han sido publicados en las revistas 'Euphytica', 'Plant Science' (Ciencia de Plantas) y 'Phytopathology' (Fitopatología).
Hace unos pocos años, Jia visitó el Instituto Nacional de Investigación del Arroz (IRRI por sus siglas en inglés) en Los Baños, Filipinas, y podía obtener más de 100 líneas de arroz que contuvieron diferentes genes que confieren resistencia al hongo que causa el añublo de arroz. De modo similar, científicos del IRRI han importado germoplasma de arroz de la colección mantenida por el ARS para sus estudios. Algunos especímenes de este germoplasma muestran un nivel de resistencia a las cepas del añublo de la vaina del arroz que ocurren en su ambiente nativo, según Jia.
Los genes se cambian continuamente para sobrevivir, y con el tiempo, los genes en el arroz y los hongos han evolucionados juntos. El nivel de resistencia es relativo a los patógenos específicos. Por ejemplo, solamente algunos de los seres humanos tienen resistencia a los virus del gripe, porque nuevas cepas emergen continuamente. Esto también es verdadero para las cepas de hongos y las variedades de arroz infectadas por los hongos. Con el tiempo, los genes de resistencia que previamente protegieron las plantas podrían fallar contra las nuevas cepas fúngicas.
Lea más sobre esta investigación y otros estudios cooperativos entre ARS y sus socios internacionales en la revista 'Agricultural Research' de octubre del 2011.
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