Оомицет Globisporangium ultimum (Pythium ultimum) вызывает увядание и корневые гнили сотен различных растений-хозяев, включая кукурузу, сою, картофель, пшеницу, декоративные и лесные культуры. Ученые определили, что поражающий патоген миковирус может упростить борьбу и сократить применение фунгицидов.
Ученые столичного университета Осаки обнаружили, что миковирус, поражающий патогенный для растений оомицет Globisporangium ultimum, может повышать чувствительность последнего к специфическим фунгицидам. Их результаты могут привести к инновационным подходам к борьбе с болезнями растений, снижению зависимости от химических обработок и минимизации сельскохозяйственных потерь. Результаты были опубликованы в журнале Microbiological Research.
Миковирусы, или грибные вирусы, соответственно поражают грибы, а также грибоподобные организмы, такие как оомицеты. Оомицеты, известные как водяная плесень, представляют серьезную угрозу растениеводству и глобальной продовольственной безопасности. Однако когда эти оомицеты инфицированы определенными миковирусами, их способность вызывать заболевание может быть ослаблена (феномен, известный как гиповирулентность), что делает миковирусы потенциальными агентами биологического контроля.
Миковирусные инфекции многогранны: они могут снижать или повышать вирулентность или оставаться скрытыми без явных симптомов. Несмотря на растущее число выявленных в последнее время миковирусов, их воздействие на оомицеты-хозяева остается в значительной степени неизученным.
«Поскольку миковирусы могут существенно влиять на экологию оомицетов, мы сочли крайне важным изучить их влияние как на фенотипическом уровне, так и на уровне экспрессии генов», — сказал Томофуми Мотидзуки, доцент Высшей школы сельского хозяйства столичного университета Осаки и автор-корреспондент этого исследования.
Исследовательская группа сосредоточила свое внимание на Globisporangium ultimum, основном почвенном оомицете, ответственном за выпревание и корневую гниль у многих видов растений. Сначала они создали безвирусный изогенный штамм G. ultimum посредством высокотемпературного культивирования, а затем сравнили его характеристики и экспрессию генов с инфицированным вирусом изогенным штаммом.
Результаты показывают, что по сравнению с безвирусным изогенным штаммом, инфицированный вирусом изогенный штамм был более чувствителен к металаксилу, одному из четырех протестированных фунгицидов. Никаких существенных различий в скорости роста и структуре между этими изогенными штаммами в отсутствие металаксила не наблюдалось.
Используя высокопроизводительный метод скрининга, называемый RNA-seq, для анализа профиля экспрессии генов, исследователи обнаружили, что инфицированный вирусом изогенный штамм имеет более низкую экспрессию определенных генов, известных как транспортеры ABC-типа, которые, как известно, способствуют устойчивости к фунгицидам.
«Наши результаты показывают, что миковирусные инфекции изменяют чувствительность оомицета-хозяина к фунгицидам», — сказала Айка Хигучи, студентка магистратуры и первый автор этого исследования.
Эти результаты расширяют нынешнее понимание роли, которую играют миковирусы, и их потенциала для устойчивого сельского хозяйства. Команда планирует и дальше изучать возможности миковирусов в качестве инструмента биологического контроля над различными видами и условиями окружающей среды.
«Наше исследование показывает, что воздействие вирусной инфекции на оомицет-хозяин можно увидеть только при определенных условиях. Даже если на первый взгляд кажется, что вирусная инфекция не имеет никакого эффекта, необходимо проанализировать ее с разных точек зрения», - заключил Мотидзуки.
Источник: Osaka Metropolitan University. На фото рост гиф инфицированных вирусом (слева) и безвирусных (справа) штаммов. Левый штамм подавляется миковирусной инфекцией. Фото: Osaka Metropolitan University.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.
