Fusarium oxysporum — почвообитающий гриб, который вызывает фузариозное увядание. Являясь одним из наиболее экономически важных фитопатогенов во всем мире, гриб поражает сотни видов растений, в том числе томаты, бананы, хлопок и дыни, вызывая увядание, отставание в росте и гибель растений. Понимание того, как F. oxysporum преодолевает защитные механизмы растений, имеет важное значение для снижения его воздействия на сельское хозяйство.
Группа ученых Института микробиологии Китайской академии наук обнаружила важнейшую связь между циркадными ритмами гриба и его патогенностью. Исследование показало, что циркадные часы играют ключевую роль в регулировании реакции гриба на цинковое голодание — основную стратегию защиты растений — и в контроле вторичного метаболизма, повышая его вирулентность.
Циркадные ритмы позволяют организмам синхронизировать физиологические процессы с суточными циклами окружающей среды. Известно, что эти часы влияют на иммунные реакции в организме хозяина, однако их роль в регуляции вирулентности патогенов оставалась практически неизученной.
Исследователи продемонстрировали, что гены циркадных ритмов являются необходимыми для вирулентности патогена. Дополнительные эксперименты показали, что вирулентность гриба, то есть способность заражать растения, изменяется в зависимости от времени суток. Это помогает F. oxysporum преодолевать стресс цинкового голодания и увеличивать производство фузаровой кислоты, фитотоксина, который усиливает инфекционность.
Результаты исследования подчеркивают важную роль циркадных ритмов грибов в организации патогенеза и инвазии хозяина, что открывает путь для инновационных подходов в защите сельскохозяйственных культур.
Присутствующие в почве грибные патогены могут являться причиной снижения урожая возделываемых культур. В научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят изучение и разработку методов диагностики карантинных и особо опасных грибов.
Источник: Qiaojia Lu et al, Circadian clock is critical for fungal pathogenesis by regulating zinc starvation response and secondary metabolism, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ads1341