I ricercatori dell'Istituto di genetica e biologia dello sviluppo (IGDB) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) hanno identificato il primo gene di resistenza virale delle piante monocotiledoni che codifica per una proteina del recettore immunitario ripetuto (NLR) legante nucleotidica e ricca di leucina da un Brachypodium di erba selvatica per migliorare la resistenza delle colture di cereali (frumento e orzo) al virus del mosaico a strisce dell'orzo (BSMV). I risultati sono stati pubblicati in New Phytologist .

Le malattie virali minacciano seriamente la produttività delle colture. Sebbene nelle piante di dicotiledoni siano state identificate numerose proteine ​​NLR che conferiscono resistenza a virus specifici, la proteina NLR coinvolta nella resistenza virale non è mai stata trovata nelle piante di monocotiledoni, comprese le più importanti colture di cereali frumento, riso, mais, orzo, avena, ecc. .BSMV è un virus a RNA tripartito a filamento positivo che infetta l'orzo (Hordeum vulgare L.), il frumento (Triticum aestivum L.) e l'avena (Avena sativa L.), dove provoca gravi perdite di resa.

Negli ultimi due decenni, sono stati compiuti importanti progressi verso la comprensione dei processi di infezione del BSMV, tuttavia, gli studi sulle interazioni incompatibili durante le interazioni erba-virus sono in ritardo. Pertanto, l'identificazione e l'estrazione di nuovi geni di resistenza al BSMV fornirebbe una base per prevenire le malattie causate dal BSMV.

Brachypodium distachyon, un membro della sottofamiglia Poaceae Pooideae, è emerso come specie modello per lo studio delle colture di cereali di stagione fresca (orzo, grano, avena e segale). Questa piccola pianta è facile da coltivare, autofertile, ha un genoma piccolo, un ciclo di vita breve e una grande quantità di variazioni genetiche.

In questo studio, i ricercatori hanno clonato il primo gene di resistenza BSMV orzo stripe Resistance 1 (BSR1) che codifica per una tipica proteina CC-NBS-LRR (NLR) dalla linea consanguinea Bd3-1 di B. distachyon utilizzando la clonazione basata sulla mappa. Hanno scoperto che il gene BSR1 dell'erba selvatica Brachypodium può essere utilizzato per migliorare la resistenza al BSMV nel grano e nell'orzo.

L'analisi della variazione di sequenza ha rivelato che BSR1 era presente solo in poche accessioni di B. distachyon raccolte da Turchia-Iraq e accessioni di B. hybridum raccolte da Israele. Il gene suscettibile bsr1 è piuttosto interessante con un'inserzione di una regione unica al C-terminale, con conseguente perdita della risposta ipersensibile tipicamente indotta dalla proteina di movimento Triple Gene Block 1 (TGB1) del virus BSMV.

Utilizzando saggi biologici, microscopia confocale, analisi mutazionali e immunoprecipitazione, i ricercatori hanno dimostrato in modo convincente che gli aminoacidi TGB1 390/392 sono fondamentali per l'interazione con BSR1. Nella proteina Brachypodium BSR1, hanno identificato due amminoacidi G196/K197 nel motivo del ciclo P che sono cruciali per l'interazione BSR1-TGB1.

Le interazioni BSR1-TGB1 si verificano anche nell'orzo, nel grano e nella N. benthamiana, dimostrando l'importanza dell'uso della pianta modello Brachypodium per trovare nuovi geni per il miglioramento delle colture di cereali e per sezionare il mistero dell'immunità innata delle piante monocotiledoni contro i virus. + Esplora ulteriormente

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