Ученые расшифровали геномы двух главных угроз для продовольствия и биотоплива в США

Международная группа исследователей под совместным руководством ученого из Университета Миннесоты секвенировала геномы двух грибковых патогенов: стеблевой ржавчины пшеницы (Puccinia graminis) и листовой ржавчины тополя (Melampsora larici-populina).

Это первая в мире полногеномная характеристика для любого из ржавчинных грибов — разнообразной группы, включающей более 6000 видов. Исследование длилось шесть лет при участии USDA ARS, Министерства энергетики США, NSF, Broad Institute, Университета Миннесоты и французского INRA. Результаты опубликованы в PNAS.

Ржавчинные грибы — облигатные биотрофы, зависящие от живых тканей растения-хозяина. Они выделяют эффекторные белки, чтобы блокировать защиту растения и забирать питательные вещества. Секвенирование выявило у обоих патогенов большой репертуар таких белков, что указывает на их адаптацию и коэволюцию с растениями-хозяевами.

Угроза для пшеницы: Новый штамм стеблевой ржавчины Ug99, распространившийся из Африки в Центральную Азию, способен преодолевать устойчивость большинства сортов пшеницы, выведенных за последние 50 лет.

Угроза для тополя: Листовая ржавчина тополя может приводить к потере до 50% годового прироста в плантациях. Тополь важен для лесной промышленности и становится ключевой культурой для производства биотоплива в США и Европе благодаря быстрому накоплению биомассы.

Поскольку патогены не растут на искусственных средах, их крайне сложно изучать. Расшифровка геномов открывает возможность понять механизмы их патогенности и разработать долгосрочные стратегии защиты культур. Все данные проекта, собранные с 2004/2005 гг., доступны в базе данных GenBank.