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New approach to studying fungus' attack on soybeans
Nuevo enfoque para estudiar cómo los hongos atacan las plantas de soya


United States
June 9, 2014


Using a fluorescence microscope, plant pathologist Shuxian Li observes the pathogen Phomopsis longicolla that causes Phomopsis seed decay of soybean. Photo by Crop Genetic Research Unit.

 

A new laboratory technique developed by Agricultural Research Service (ARS) scientists could speed the search for soybean plants with resistance to the fungus that causes Phomopsis seed decay (PSD) in the legume crop.

A disease primarily caused by the fungus Phomopsis longicolla, PSD physically degrades soybean seed and reduces the quality of its protein and oil. In 2012, outbreaks of PSD and other fungal diseases cost soybean producers in 16 southern states more than 2 million bushels in losses.

Applying fungicides, rotating soybeans with nonhost crops and tilling the soil are among strategies used by growers to prevent PSD. However, breeding for resistance to PSD is the most effective long-term strategy, according to Shuxian Li, a plant pathologist with the ARS Crop Genetics Research Unit in Stoneville, Mississippi.

As part of a Phomopsis resistance program there, Li has sought to learn more about how the fungus inflicts harm at the cellular level. Towards that end, she and colleagues enlisted the aid of Agrobacterium tumefaciens, a species of soil bacteria commonly used in genetic engineering procedures to endow plants with new traits.

In this instance, the team used the bacterium to "shuttle" genes for an antibiotic marker and green fluorescent protein (GFP) into the nucleus of the fungus' cells. This resulted in new P. longicolla strains that produce the protein and emit a green glow when exposed to light in the blue-to-ultraviolet range.

Li plans on inoculating soybean seedlings with the modified strains to study how the infection process unfolds within the tissues of both resistant and susceptible soybean germplasm lines. The approach should also facilitate the identification of sources of PSD resistance that may escape detection using conventional disease-screening methods, such as those requiring field observation of symptoms.

The research was published in the Journal of Microbiological Methods.

Read more about this research in the May/June 2014 issue of Agricultural Research magazine.

ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief intramural scientific research agency.


Nuevo enfoque para estudiar cómo los hongos atacan las plantas de soya

Una nueva técnica de laboratorio desarrollada por científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) podría acelerar la búsqueda para plantas de soya que tienen resistencia al hongo que causa la pudrición de las semillas ('Phomopsis seed decay' o PSD en inglés).

Esta enfermedad es causada principalmente por el hongo Phomopsis longicolla. La enfermedad degrada las semillas de soya y reduce la calidad de la proteína y el aceite producido por esas semillas. En el 2012, brotes de PSD y otras enfermedades fúngicas redujeron los rendimientos de soya en 16 estados de la parte sureña de EE.UU. por más de 2 millones de bushels.

Aplicar fungicidas, alternar la soya con otros cultivos que no son huéspedes del hongo, y labrar el suelo son entre las estrategias usadas por productores para prevenir PSD. Sin embargo, criar nuevas variedades que tienen resistencia a PSD es la mejor estrategia a largo plazo, según Shuxian Li, quien es patóloga de plantas con la Unidad de Investigación de la Genética de Cultivos mantenida por el ARS en Stoneville, Misisipí.

Como parte de un programa de desarrollar resistencia a Phomopsis, Li ha estudiado cómo el hongo causa daños al nivel celular. Ella y sus colegas utilizaron la bacteria Agrobacterium tumefaciens, la cual vive en el suelo y a menudo es usada en la ingeniería genética para transferir nuevos rasgos a plantas.

En este caso, el grupo usó la bacteria para mover los genes para un marcador de antibiótico y una proteína verde fluorescente dentro del núcleo de las células del hongo. Esto produjo nuevas cepas de P. longicolla que producen la proteína y emite una luz verde cuando expuestas a luz en la gama de azul a ultravioleta.

Li planea inocular plántulas de soya con las cepas alteradas para estudiar cómo el proceso de infección despliega dentro de los tejidos de líneas de germoplasma de soya que tienen resistencia o no tienen resistencia. Este enfoque también podría facilitar la identificación de fuentes de resistencia a PSD que no son evidentes con los métodos convencionales de evaluar las líneas, tales como métodos que requieren observación de síntomas en el campo.

Los resultados de esta investigación fueron publicados en 'Journal of Microbiological Methods' (Revista de Métodos Microbiológicos).

Lea más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de mayo-junio del 2014.

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.



More solutions from: USDA - ARS (Agricultural Research Service)


Website: http://www.ars.usda.gov

Published: June 9, 2014

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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