Ученые выявили новый токсин в арсенале распространенного патогенного гриба, угрожающего важнейшей мировой сельскохозяйственной культуре.
Пшеница, одна из первых одомашненных пищевых культур, спустя несколько тысячелетий остается основным продуктом питания во всем мире. Выращиваемая на всех континентах, кроме Антарктиды, пшеница является вторым по величине зерном в мире с ежегодным производством почти 800 000 метрических тонн.
Однако грибной патоген под названием Fusarium graminearum вызывает разрушительную болезнь фузариоза колоса пшеницы и заражает зерна вредными токсинами, называемыми трихотеценами. Один из таких трихотеценов, называемый дезоксиниваленолом (DON), вырабатывается большинством штаммов F. graminearum, и это важный фактор вирулентности, который увеличивает распространение патогена в колосьях пшеницы.
В настоящее время не существует известных сортов пшеницы (или ячменя), способных полностью противостоять фузариозной инфекции колоса, что побуждает к постоянным исследованиям факторов вирулентности патогена.
Недавние исследования д-ра Гюйся Хао и его коллег из Службы сельскохозяйственных исследований МСХ США выявили популяцию F. graminearum, которая продуцирует новый трихотецен, называемый NX, с несколько иной химической структурой, чем DON.
Результаты их исследования, опубликованные в журнале Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI), показывают, что трихотецены NX играют важную роль в начальной инфекции F. graminearum, а также в распространении заболевания.
Удалив первый ген биосинтеза трихотецена, TRI5, из штаммов, представляющих трихотецены DON и трихотецены NX, исследователи смогли оценить серьезность заболевания на восприимчивых колосьях пшеницы, инокулированных родительскими штаммами и генетическими мутантами, полученными в результате делеции.
Оценка и дальнейшее тестирование показали, что делеция одного гена устраняет выработку токсина NX и снижает как грибную инфекцию, так и распространение болезни в пшенице, подтверждая: NX играет ту же роль, что и DON, в агрессии патогена и уникальным образом усиливает инфекцию гриба.
Комментируя новизну этого открытия, д-р Хао говорит: «Насколько нам известно, это первый доказательный случай, когда микотоксин (любое токсичное вещество, вырабатываемое грибом) играет роль в усилении как патогенной инфекции, так и распространения болезни в колосьях пшеницы. Полученные данные представляют информацию для новых идей о том, как потенциально контролировать инфекцию, а не просто уменьшать симптомы, воздействуя на способность гриба производить токсины, которые он применяет в качестве оружия для атаки на пшеницу».
Сейчас д-р Хао и его коллеги работают над дальнейшим исследованием по созданию трансгенных растений, нацеленных на ген биосинтеза NX с помощью интерференции рибонуклеиновой кислоты (РНКи) для снижения заболеваемости и производства микотоксинов.
(Источник: American Phytopathological Society. Фото: Дмитрий Лукьянов).
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.