Обнаружен главный регулятор, контролирующий грибковую инфекцию пшеницы

Гриб Zymoseptoria tritici вызывает септориоз листьев пшеницы — самое разрушительное грибковое заболевание пшеницы в умеренном климате во всем мире. Эта болезнь ежегодно снижает урожайность пшеницы на 5–10%, приводя к потерям урожая на сумму от 0,75 до 1,5 млрд евро только во Франции, Германии и Великобритании, и еще около 1 млрд евро тратится на химическую борьбу с грибом.

Исследователи из Университета Эксетера использовали междисциплинарный подход, чтобы понять механизмы формирования инвазивной формы патогена. Эта так называемая гифальная стадия наступает, когда гриб проникает в листья пшеницы через естественные отверстия — устьица, которые открываются и закрываются в зависимости от условий освещения.

Комбинируя методы клеточной и молекулярной биологии, биоинформатики и фитопатологии, команда выяснила, что умеренные температуры и молекулы из листа пшеницы инициируют формирование инвазивных гиф. Это изменение сопровождается «перепрограммированием» патогена, подготавливая гриб к атаке на растение.

Разработка нового сложного «молекулярного инструмента» позволила провести визуальный генетический скрининг для выявления факторов, перепрограммирующих гриб. Этот подход, что стало неожиданностью, выявил существование «главного регулятора», который, как известно у других организмов, воспринимает свет. Исследование показало, что этот регулятор воспринимает те же световые условия, которые открывают устьица растения, тем самым инициируя и синхронизируя появление инвазивных гиф, когда растение наиболее уязвимо.

Открытие одного «главного регулятора» патогенности у Zymoseptoria tritici имеет большое значение, поскольку предоставляет ключевую мишень для разработки новых стратегий борьбы с септориозом.

«Наш междисциплинарный подход был направлен на самое сердце патогенности гриба септориоза. Выявление фактора, контролирующего формирование инвазивной формы патогена, дает надежду на разработку способов защиты наших посевов пшеницы от этой экономически важной болезни», — сказал профессор Геро Штайнберг.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.