调查黑穗病抗性

CALS学生发展创新的方法来研究小麦黑穗病的感染过程

雷切尔·帕特森(雷切尔·帕特森)在高中上植物科学课时第一次爱上了农业.

“我是唯一一个午餐时间在温室里做实验的孩子，”帕特森说. “整个过程中，我都在想，‘好吧，这只是为了好玩. 我要成为一名建筑师.’”

目前正在365滚球官网农业与生命科学学院攻读植物病理学硕士学位, 帕特森正在调查小麦中一种叫做黑穗病的病原体, 也被称为普通狩猎或侏儒狩猎, 这是由两种不同类型的真菌引起的 Tilletia laevi年代和 T. 龋齿.

黑穗病抗性

从历史上看，黑穗病是影响小麦的最严重的病原体之一. 它会感染土壤下的种子或幼苗，并导致成虫的小麦籽粒被发臭的黑色孢子所取代，这些孢子会裂开并污染整个作物. 幸运的是，科学家们在20世纪50年代开发了一种防止黑穗病感染的种子治疗方法. 鉴于治疗的成功, 旨在提高小麦抗病能力的育种计划失去了紧迫性.

然而, 在特定的地理区域，比如太平洋西北部, 由于积雪覆盖，这些处理很难适用于种子. 因此, 小麦对病原菌产生抗性是很重要的，这样就不需要处理了. 有机农业的兴起也引起了继续研究小麦对病原体的抵抗力的需要，因为有机实践不允许大多数种子处理.

帕特森正在通过研究一种名为Bt8的抗性基因来研究小麦对黑穗病的抗性. 她开发了研究Bt8的新方法, 包括荧光显微镜——一种利用荧光材料在光学显微镜下追踪微生物的技术，以更好地了解含有Bt8基因的植物如何对真菌做出反应.

帕特森还改进了一种现有的检测黑烟的方法，称为qPCR(定量聚合酶链反应)——一种用于复制DNA片段的技术. 具体地说, 她可以使用qPCR来确认她是否真的观察到植物中的黑穗病，或者它是否可能是一种不同类型的真菌. 如果有色情内容, 帕特森可以描述与没有Bt8基因的植物相比，携带Bt8基因的植物如何抵御真菌.

“我最喜欢的部分是那些累积起来验证我想法的小成功,帕特森说. “我想当我第一次让qPCR工作时，我确实哭了一下. 这太令人兴奋了，因为我想了解这个，我想做出贡献.”

补充现有研究

帕特森在365滚球官网阿伯丁研究与推广中心进行研究，导师是朱丽叶·马歇尔, 植物病理学家和UI推广专家. 马歇尔获得了爱达荷州小麦委员会和CALS的资助，用于研究和绘制小麦的遗传图谱. 它们是通过培育两种或两种以上基因多样化的植物，并利用它们的后代培育出几代分离出感兴趣基因的植物而产生的. 从这个过程中获得的遗传数据提高了植物育种者定位特定基因的能力.

当帕特森加入这个项目时, 她对文献进行了全面的回顾，以设计一项研究来补充马歇尔的工作.

马歇尔说:“雷切尔非常认真，非常彻底. “她在探索文献，建立自己的理解和设计这些实验方面做得很好.”

马歇尔还建议帕特森检查一下小麦植株的根部材料, 哪些是以前没有做过的. 这样做的时候, 帕特森发现了真菌的碎片, 这表明它与小麦植物的相互作用与之前预期的不同.

“这一发现不仅为理解真菌生物学开辟了一个全新的视角, 还有宿主生物,马歇尔说. “如果她能确定感染过程的话, 这确实为识别引物奠定了基础，这些引物是在很小的时候确定耐药性和易感性所必需的. 她的项目结果将使我们更清楚地了解与侏儒狩猎真菌相关的感染过程.”

帕特森住在爱达荷福尔斯，每周去阿伯丁两到四次收集数据. 她正在通过爱达荷州立大学完成她的在线学位.

来自盖瑟斯堡, 马里兰, 帕特森毕业于马里兰大学，获得植物科学学士学位. 毕业后, 她在贝尔茨维尔的真菌学和线虫学遗传多样性和生物学实验室工作, 马里兰, 做了18个月的策展人和实验室助理. 她在那里与她的导师谈到了她想从事植物病理学事业的愿望. 帕特森的主管, 和马歇尔一起在伊利诺伊大学读研究生的人, 建议帕特森去伊利诺伊大学和马歇尔一起工作.

“不到两周，我就去爱达荷州面试了, 一周后，我就答应来了, 两个月后，我收拾好行李，一路开着车,帕特森说.

帕特森仍在考虑2021年5月毕业后的下一步计划, 但她对探索自己的机会感到兴奋.

文章由Jean Parrella撰写，农业与生命科学学院
照片由雷切尔·帕特森提供
2020年8月出版