Расшифрован геном опасного патогена тыквенных культур

Бактериальная пятнистость тыквенных, вызываемая бактерией Xanthomonas cucurbitae, приводит к образованию мелких коричневатых язв на плодах. Эти поражения не только портят товарный вид, но и служат "входными воротами" для грибков и других патогенов, вызывающих гниль, что может привести к потере до 90% урожая.

Несмотря на серьёзность болезни, о генетике её возбудителя было известно мало, что затрудняло разработку точных диагностических тестов и целевых методов борьбы.

Учёные из Университета Иллинойса впервые собрали полную кольцевую геномную последовательность Xanthomonas cucurbitae и идентифицировали гены, активирующиеся во время заражения.

"Теперь у нас есть ресурсы, чтобы лучше понять, что происходит в поле. Мы можем использовать эту информацию, чтобы изучать распространение патогена, различия в специфичности к хозяевам или вероятность развития устойчивости к химическим средствам контроля", — говорит Сара Хайнд, старший автор исследования в Phytopathology.

Сравнив геном с геномами 12 других видов Xanthomonas (поражающих томаты, рис, цитрусовые, пшеницу), учёные обнаружили, что у X. cucurbitae — самый маленький геном, в котором меньше известных генов вирулентности, важных для других видов этого рода.

"Поскольку этому патогену не хватает многих известных генов вирулентности, мы не знаем точно, какие гены нужны ему для заражения тыквенных. Возможно, это что-то совершенно новое", — отмечает Хайнд.

Чтобы приблизиться к ответу, команда вырастила бактерию в среде, имитирующей среду растения-хозяина, и выявила более 400 генов, экспрессия которых изменилась при таком взаимодействии. В частности, наблюдалось повышенное производство ферментов, расщепляющих растительные ткани, что критически важно для развития болезни.

Понимание этих факторов и реакции растений на них может помочь найти способ предотвратить проникновение бактерии в плоды, что стало бы ключевым решением для фермеров.

Работа была выполнена при значительном вкладе студентов-бакалавров, чей энтузиазм и креативные идеи, по словам Хайнд, были незаменимы.