Хотя пшеница была одной из первых одомашненных продовольственных культур, она остается основным продуктом питания в мире несколько тысячелетий спустя. Пшеница, выращиваемая на всех континентах, кроме Антарктиды, является вторым по величине производимым зерном в мире. Ежегодно ее выращивается порядка 800 000 метрических тонн.
Тем не менее, грибной патоген Fusarium graminearum вызывает разрушительное заболевание фузариоз колоса (FHB) на пшенице и загрязняет зерна вредными токсинами, называемыми трихотеценами.
Один из таких трихотеценов - дезоксиниваленол (DON) - продуцируется большинством штаммов F. graminearum в Соединенных Штатах и является важным фактором вирулентности, который увеличивает распространение патогена в пшеничной зерновке. Этот мощный гриб угрожает экономической безопасности миллионов людей и продовольственной безопасности еще миллиардов.
В настоящее время не существует известных сортов пшеницы (или ячменя), которые могли бы полностью противостоять фузариозу, что побуждает к постоянным исследованиям факторов вирулентности FHB.
Недавние исследования выявили популяцию F. graminearum, которая продуцирует новый токсин NX, с несколько иной химической структурой, чем токсин DON. Гуйся Хао и его коллеги из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США исследовали, способствуют ли трихотецены NX развитию фузариоза колоса на пшенице, как DON.
Результаты их исследования, опубликованные в журнале Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI), показывают, что трихотецены NX играют важную роль в начальной стадии инфекции F. graminearum, а также в ее распространении.
Удалив первый ген биосинтеза трихотецена, TRI5, из штаммов, представляющих трихотецены DON и трихотецены NX, исследователи смогли оценить тяжесть FHB на восприимчивых семенах пшеницы, инокулированных этими родительскими штаммами.
Оценка и дальнейшее тестирование показали большее количество токсина, продуцируемого штаммом NX, в отличие от штамма DON. Данное открытие доказало, что токсин NX усиливает патогенную инфекцию.
«Информация, которую мы обнаружили, позволит разрабатывать новые способы потенциального контроля над инфекцией (а не просто уменьшить ее симптомы)», - пояснили специалисты.
Ученые отметили, что данное открытие - первый в истории случай, когда исследователям удалось обнаружить, что микотоксины играют роль в усилении как патогенной инфекции, так и распространения болезней в пшеничных колосьях.
Это новое открытие особенно интересно, поскольку оно может быть использовано для защиты количества и качества зерновых культур.
Ольга МОЖЕЙКО, «ГлавАгроном»
