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Científicos Matt Rouse y Yue Jin en el Laboratorio de Investigación de los Enfermedades de Cereales mantenido por el ARS en San Pablo, Minnesota, descubrieron el gen durante estudios del ADN de varias hierbas antiguas. Ellos fueron buscando genes que podrían aumentar la resistencia del trigo al hongo Ug99 (Puccinia graminis), el cual causa un tipo de la roya del tallo que continuamente evoluciona.

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.

El hongo Ug99 no ha sido encontrado hasta la fecha en EE.UU., pero se está propagando en otros países y es una amenaza potencial al 90 por ciento del trigo mundialmente. Los mismos genes en el trigo que parecen ofrecer inmunidad durante una temporada de cultivo no pueden proteger el cultivo durante la próxima temporada cuando el trigo es atacado por nuevas "razas" del hongo. Ug99 fue descrito por primera vez por científicos en el país de Uganda en el 1999, y el control de esta enfermedad ha llegado a ser una prioridad internacional.

Científicos a menudo estudian los parientes silvestres de un cultivo en la búsqueda para genes que podrían ofrecer resistencia a los insectos y patógenos. Pero lo importante de los estudios por Rouse y Jin es la diversidad de las hierbas estudiadas. Estas incluyen el trigo einkorn, el cual es una variedad antigua todavía cultivada en partes de la región mediterránea; el trigo emmer, el cual se encuentra en los sitios arqueológicos y en la región del Cercano Oriente; y el rompesacos, el cual es un pariente silvestre del trigo que tiene genes usados por criadores para aumentar la inmunidad en nuevas variedades comerciales del trigo.

En un estudio, Rouse y sus colegas en la Universidad Estatal de Kansas y la Universidad de California en Davis se concentraron en localizar un gen en el trigo einkorn que provee un nivel alto de inmunidad a Ug99. Este gen llamado Sr35 fue previamente descubierto en el trigo einkorn. Pero el sitio preciso de este gen en el genoma vasto del trigo todavía fue un misterio. El genoma del trigo es enorme, con casi dos veces más información genética que el genoma humano.

Para localizar Sr35, los investigadores secuenciaron áreas del genoma donde ellos sospecharon el gen era ubicado. En un grupo de plantas mutantes, ellos incapacitaron las secuencias clonadas y descubrieron que este cambio causó una vulnerabilidad de las plantas a Ug99. En otro grupo de plantas, ellos introdujeron las mismas secuencias en plantas previamente vulnerables y por consiguiente aumentaron la resistencia de las plantas.

Estos resultados, los cuales fueron publicados en la revista 'Science' (Ciencia) en el 2013, representaron el primer éxito en aislar y clonar un gen que provee resistencia a Ug99. Este logro podría facilitar la introducción de genes útiles en variedades del trigo en el futuro.