Фитофтороз картофеля, вызываемый фитопатогеном оомицетом Phytophthora infestans, является разрушительным заболеванием во всем мире. В глобальном масштабе потери урожая картофеля и расходы на управление фитофторой доходят до 10 млрд долларов США в год, поскольку в некоторых странах требуются многократные обработки фунгицидами. Усугубляет ситуацию появление более агрессивных штаммов фитофторы. Хотя за последние десятилетия удалось добиться впечатляющих успехов в реализации систем прогнозирования вспышек фитофторы в полевых условиях, необходимы подробные молекулярные и геномные исследования с целью лучшего пониманиям патогенного взаимодействия между P. infestans и растениями картофеля, чтобы разработать экологически безопасные способы защиты урожая.
В полевых условиях симптомы заражения фитофторозом сначала проявляются в виде темно-серых или коричневых водянистых пятен на тканях листьев, окруженных белым плесенеподобным наростом по периметру. При высокой влажности (>90%) и низкой температуре (10–23°C) инфекция быстро распространяется внутри и между растениями посредством систематического нитевидного роста и распространения инфекционных бесполых спорангиев через воздух и брызги воды и может привести к полному некрозу зараженных растений на всем поле в течение 5-10 дней. Подземные клубни поражаются посредством систематического распространения инфекции и в результате смывания спорангиев, содержащих конидии. Заражение клубней происходит в физически слабых местах, таких как глазки, чечевички и существующие раны. Нитевидный рост патогена внутри клубня приводит к изменению цвета и часто усугубляется вторичным инфицированием бактериями мягкой гнили, в результате чего клубень становится гнилым и непригодным для употребления в пищу.
Будучи гемибиотрофным патогеном, P. infestans инициирует свою инфекцию как биотроф, получая необходимые питательные вещества из живых клеток хозяина.
Специализированные органы инвазии, такие как пенетрационные штифты, будут формироваться на кончиках прорастающих цист зооспор, чтобы пронзить физические барьеры на поверхности растения. Инфекционные везикулы формируются внутри первоначально проникшей эпидермальной клетки растения и поддерживают последующий рост нитевидных гиф в растительной ткани межклеточно.
По мере расширения гиф образуются пальцевидные гаустории, которые по пути проникают в клетки-хозяева, располагаясь между клеточными стенками и плазматическими мембранами растительных клеток для поглощения питательных веществ. Установленная биотрофная инфекция P. infestans поддерживает сдвиг патогена к некротрофному образу жизни, получению питательных веществ из мертвых тканей растения и последующему развитию репродуктивных спорангиофоров и спорангиев на абаксиальной поверхности листа.
Прорывное исследование команды ученых стоимостью 10,1 млн долларов и реализуемое под руководством Института Джеймса Хаттона в сотрудничестве с Университетом Данди, лабораторией Сэйнсбери при Кембриджском университете и Имперским колледжем Лондона, начнется в начале 2025 года, чтобы помочь картофельной промышленности избавиться от фитофтороза.
В центре исследования - гаустория, инфекционная структура Phytophthora infestans, образованная внутри растительных клеток, где патогены и растения-хозяева обмениваются молекулами. Понимание этих взаимодействий будет иметь решающее значение для разработки эффективных стратегий управления болезнями.
Профессор Пол Бирч, возглавляющий исследование, сказал: «Этот проект дает возможность продвинуть наше понимание важнейших структур инфекции. Результаты помогут создать новые методы профилактики заболеваний, влияющих на продовольственную безопасность».
Команда будет использовать передовые методы молекулярной и клеточной биологии для изучения того, как Phytophthora манипулирует растениями-хозяевами.
Доктор Толга Бозкурт из Имперского колледжа Лондона подчеркнул: «Выяснив, как патогены взаимодействуют с защитными механизмами растений, мы сможем усовершенствовать наши подходы к борьбе с потенциальными угрозами фитофторы не только для картофеля, но и для остальных культур, которые поражает этот патоген».
По релизу www.hutton.ac.uk.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.