Широко распространенные грибковые заболевания у растений можно контролировать с помощью коммерчески доступного вещества, которое до этого использовали только в медицине. Открытие было сделано учёными из Галле-Виттенбергского университета имени Мартина Лютера (MLU) и Университета штата Парана в Бразилии. В ходе комплексного эксперимента команда раскрыла новый метаболический путь, который может быть разорван этим химическим веществом, что может предотвратить проникновение многих известных растительных грибков в организмы растения-носителя. Исследование было опубликовано в журнале Phytopathology.
Сельскохозяйственный паразит Colletotrichum graminicola распространён по всему миру. Он заражает сельскохозяйственные культуры, вызывая у них антракноз, что приводит сперва к пожелтению листьев, а потом и к подавлению их токсинами. Грибки размножаются с помощью спор, которые попадают на поверхность растений. Там они сталкиваются с довольно негостеприимными условиями: недостаток питательных веществ для их развития, в частности — азота. «Единственный путь, который у них есть, — это расщепить часть их собственных азотосодержащих молекул, например пурины, строительные блоки ДНК и РНК», — объясняет специалист по заболеваниям растений из MLU Холгер Дайзинг.
Исследователи в команде Дайзинга нашли способ затруднить течение этой переходной фазе, от которой зависят грибки. Чтобы этого добиться, учёные вводили растениям ацетогидроксамовую кислоту — вещество, которое также используется для лечения от вредоносных бактерий в желудке человека и для ингибирования уреазы (растворения мочевых камней). «Кислота предотвращает проникновение вредных грибков в растения и их дальнейшее заражение», — сказал Дайзинг.
Команда также проверила, могут ли результаты исследований с этим грибком и кукурузой перенесены на другие грибки и растения. Кислота также оказалось полезной в борьбе против ряда других патогенов которые вызывают у зерновых культур такие заболевания, как мучнистая роса, у картофеля фитофтороз, а также ржавчину бобовых и кукурузы. «Мы смогли разработать совершенно новый метод контроля патогенов, в котором используется существующий активный ингредиент, который можно очень быстро приспособить к использованию в коммерческих целях», — сказал Дайзинг.
Чтобы придти к этим выводам, учёные провели масштабные эксперименты. Им необходимо было понять молекулярные детали того, как грибок получает азот в самом начале заражения. Сначала они сгенерировали серию случайных мутаций в геноме грибка C. graminicola. Далее они, как говорит Дайзинг, «пересадили различные грибковые мутанты на растения, чтобы посмотреть, кто из них перестал быть заразным». У одного из этих мутантов был дефект в пути распада пуринов. Далее, чтобы проверить, действительно ли отсутствие способности у полученных мутантов заразить растение связано с недостатком азота, они стали дополнительно снабжать их азотом. Как только они добавили азот, мутировавшие грибки снова активизировались и стали более агрессивными. Команда учёных смогла вызвать тот же дефект, используя ацетогидроксамовую кислоту, которая также блокирует путь распада пуринов.
Редактор Елена Королёва.
