120-летняя лоза раскрывает историю болезни, опустошающей виноградники

Исследование векового образца виноградной лозы позволило восстановить историю распространения опасного патогена растений по всему миру.

Болезнь Пирса винограда, вызываемая бактерией Xylella fastidiosa, закупоривает сосуды ксилемы, что приводит к увяданию ягод, побурению листьев и гибели растения. Впервые зарегистрированная в 1880-х годах в Анахайме (Калифорния), болезнь теперь распространена в США и Европе, нанося ущерб в более $100 млн в год только в Калифорнии.

Учёные из Калифорнийского университета в Беркли и CIRAD обнаружили в гербарии UC Davis Center for Plant Diversity 120-летний черенок винограда, собранный 2 августа 1906 года в Модесто (Калифорния). В нём сохранилась ДНК X. fastidiosa начала XX века.

Геномный анализ показал:

• Патоген попал в США не в 1880-х, а около 1740 года, вероятно, из Центральной Америки.
• В Калифорнии болезнь возникла в результате как минимум трёх отдельных заносов бактерии.
• Это означает, что в регионе могут существовать несколько генетически различных популяций патогена, подобно вариантам SARS-CoV-2, которые могут по-разному реагировать на стрессоры, например, изменение климата.

«Простейшие предположения о путях и времени заноса патогена могут быть обманчивы, что влияет на международную торговую политику и карантинные меры», — отмечает соавтор исследования Моника Доннеган.

Методология:

Исследователи изолировали деградировавшую ДНК патогена из образца и сравнили её геном с более чем 330 современными штаммами. Это позволило калибровать скорость мутаций бактерии и реконструировать хронологию её распространения.

«Наличие лучшей исторической оценки жизненно важно для понимания сложного мира патогенов вокруг нас», — подчеркнула соавтор Александра Кан.

Работа, опубликованная в Current Biology, демонстрирует ценность исторических коллекций гербариев для изучения эволюции и распространения болезней растений.