Большинство фитопатогенов секретируют эффекторные белки, чтобы обойти иммунные реакции хозяина, тем самым способствуя вирулентности патогена. Одним из таких патогенов является гриб Fusarium graminearum, который вызывает фузариоз колоса на пшенице и ячмене с серьезными потерями урожая зерна. Но исследователи упорно идут вперед к селекции устойчивых сортов этих зерновых.
Исследователи из Службы сельскохозяйственных исследований МСХ США (Agricultural Research Service, ARS) совершили прорыв в борьбе с фузариозом колоса - серьезным заболеванием, поражающим пшеницу и другие зерновые культуры во всем мире.
Фермеры должны быть внимательны к признакам фузариоза колоса, болезни зерновых культур, которая процветает во влажных условиях и при высоких температурах. Вызываемая грибом Fusarium graminearum, эта болезнь приводит к потерям урожая пшеницы и ячменя на сумму более 1 миллиарда долларов в год. Гриб также производит микотоксины, которые могут загрязнять зерно культур, ограничивая его товарность или даже делая его непригодным для использования в пищу или в качестве корма.
Теперь удалось найти способ переломить ситуацию с фузариозом колоса, потенциально минимизировав угрозу, которую он представляет для здоровья потребителей, прибыли фермеров и экспортного рынка пшеницы США стоимостью 5,94 млрд долларов.
Открытие группы, опубликованное в журнале Molecular Plant-Microbe Interactions, сосредоточено вокруг ключевой молекулы, которую гриб производит естественным образом, известной как FgTPP1.
«Эта молекула помогает грибу отключить защитные механизмы растения или ослабить их настолько, чтобы он мог размножаться в остальной части растения», — пояснил Мэтью Хелм, руководитель группы и молекулярный биолог- исследователь из отдела исследований растениеводства и борьбы с вредителями ARS в Уэст-Лафайете, штат Индиана.
FgTPP1 - одна из сотен молекул, которые гриб производит, чтобы помочь ему заразить растения пшеницы и вызвать фузариоз колоса. Тот факт, что другие болезнетворные виды Fusarium также производят FgTPP1, «предполагает, что он выполняет важную функцию», сказал Хелм.
Чтобы выяснить это, команда исследователей использовали стандартную процедуру для «удаления» гена FgTPP1 из гриба. Затем в лаборатории ученые заразили колосья пшеницы восприимчивого сорта яровой пшеницы грибом с удаленным геном. Они также заразили вторую группу колосьев пшеницы грибом, у которого FgTPP1 остался нетронутым. Это позволило исследователям сравнить прогрессирование фузариоза колоса в колосьях пшеницы, подвергшихся воздействию двух групп грибов.
Как и ожидалось, колосья пшеницы, подвергшиеся воздействию гриба с удаленным геном, перенесли атаку патогена гораздо лучше, чем те, которые подверглись воздействию интактного гриба: первый вызвал заболевание у 18–27% колосьев пшеницы против 50% у второго.
Таким образом, исследователи показали, что во время заражения гриб использует FgTPP1 для дезактивации защитной реакции растения, что позволяет ему разрастаться и вызывать фузариоз колоса.
Теперь команда Хелма начала изучать, какие белки в пшенице являются важными мишенями для FgTPP1 и может ли их удаление замедлить распространение гриба на остальную часть растения.
«Главное, - отметил Хелм, - не навредить растению, удалив белок, который ему также необходим».
Результаты этого исследования пойдут на пользу коммерчески выращиваемой пшенице, которая естественным образом будет противостоять заболеванию и не допускать попадания микотоксинов в зерно, предназначенное для потребителей и скота. В конечном счете, инвестирование и изучение новых подходов, подобных этому, «добавляет еще один инструмент в набор инструментов, который американские фермеры могут использовать для борьбы с фузариозом колоса пшеницы и, возможно, ячменя», заключил Хелм.
Источник: Agricultural Research Service, автор Ян Сушкив.
На фото вы видите, что верхняя часть колоса пшеницы заражена фузариозом колоса, дорогостоящим грибным заболеванием, которое может снизить урожайность и качество зерна пшеницы, ячменя и некоторых других зерновых культур. Автор фото: Мэтью Хелм, ARS.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.