Host-induced gene silencing as resistance strategy against pathogens

Abstract

Combining Fusarium head blight (FHB) control strategies like breeding for resistance and hostinduced gene silencing (HIGS) may open new ways to control FHB and other diseases. Production and transport of RNA molecules are processes that are likely to be central to the HIGS mechanisms. Selected candidate genes were chosen based on published evidence and utilized to identify orthologues in wheat for subsequent candidate-gene association mapping in wheat population. This approach revealed three significant marker-FHB resistance associations in two genes: Dicer1 and Ara6, that are strongly suspected to be involved in the HIGS process. These three markers were also significantly associated with the studied trait in the 'Apache x Biscay' biparental population. Although detailed studies on wheat mutants are required to confirm causative genes, these markers are ready for deployment in wheat breeding programs for enhanced FHB resistance and possibly HIGS efficiency.

Die Kombination von Strategien zur Bekämpfung der Kraut- und Knollenfäule (Fusarium head blight, FHB) wie Resistenzzüchtung und wirtsinduziertes Gen-Silencing (HIGS) könnte neue Wege zur Bekämpfung von FHB und anderen Krankheiten eröffnen. Die Produktion und der Transport von RNA-Molekülen sind Prozesse, die bei den HIGS-Mechanismen eine zentrale Rolle spielen dürften. Kandidatengene wurden auf der Grundlage veröffentlichter Belege ausgewählt und zur Identifizierung von Orthologen in Weizen verwendet, um anschließend eine Assoziationskartierung der Kandidatengene in Weizenpopulationen durchzuführen. Dieser Ansatz ergab drei signifikante Marker-FHB-Resistenz-Assoziationen bei zwei Genen: Dicer1 und Ara6, bei denen die starke Annahme besteht, dass sie am HIGS-Prozess beteiligt sind. Diese drei Marker waren auch signifikant mit dem untersuchten Merkmal in der biparentalen Population 'Apache x Biscay' assoziiert. Obwohl detaillierte Studien an Weizenmutanten erforderlich sind, um die ursächlichen Gene zu bestätigen, können diese Marker bereits jetzt für den Einsatz in Weizenzuchtprogrammen zur Verbesserung der FHB-Resistenz und möglicherweise der HIGS-Effizienz verwendet werden.