Гриб атакует новый вид зерна благодаря эволюционной уловке

Последние несколько лет мучнистая роса научилась заражать зерно тритикале, которое до этого было устойчиво к этому грибковому заболеванию. Как патогену удалось перекинуться на другое растение-хозяина? Исследователи из Цюрихского университета показали, что новый патоген является генетической смесью существующих форм мучнистой росы.

Тритикале — это искусственный вид зерна, полученный от скрещивания пшеницы и ржи. С 1960-х годов тритикале выращивают во многих регионах как кормовую культуру, и оно демонстрировало высокую устойчивость к мучнистой росе. Этот грибковый патоген наносит огромный ущерб производству зерновых. Например, в случае с пшеницей гриб может сократить урожай до 45%. Однако поля тритикале впервые были заражены в 2001 году, и теперь мучнистая роса регистрируется во многих регионах Европы, где выращивают тритикале.

Сравнение генома мучнистой росы подтверждает: новая форма — гибрид

Исследователи из Цюрихского университета изучили, как мучнистой росе удалось перекинуться на тритикале. Они собрали образцы с заражённых зерновых полей по всей Европе и изучили генетическую информацию разных форм патогена. Генетический материал (геном) патогенов, атакующих тритикале, рожь и пшеницу, сравнили с помощью биоинформатики. Сравнения показали, что новый гриб тритикале является гибридом вариантов, специализированных на пшенице и ржи: 12.5% генома идентичны последовательностям ДНК формы, специализированной на ржи, а 87.5% происходят от формы, специализированной на пшенице.

Эволюция патогена отражает развитие растения-хозяина

Это означает, что гибрид двух вариантов мучнистой росы, специализированных на двух разных растениях-хозяевах, может заразить гибрид этих двух растений. Таким образом, исследование показывает, каким образом мучнистая роса коэволюционно адаптируется к новым растениям-хозяевам и может преодолевать их устойчивость. Исследование также показывает, что это недавнее эволюционное событие не было единичным. Около 10 000 лет назад мучнистая роса таким же образом преодолела устойчивость относительно новой в то время хлебной пшеницы.

«Эти результаты имеют большое значение для лечения и профилактики болезней растений. Чем больше мы знаем об эволюционных механизмах мучнистой росы, тем лучше мы можем сохранять устойчивость новых культурных растений к патогенам», — объясняет Томас Викер из Института биологии растений Цюрихского университета.