Новый метод остановки роста грибка, поражающего более ста сельскохозяйственных культур

Грибок Fusarium oxysporum — один из важнейших патогенов в мире, способный атаковать более ста различных культур. Он может оставаться незамеченным в почве более тридцати лет, но при прорастании направляется к корням растений, захватывает всю сосудистую систему и вызывает увядание, нанося огромный ущерб сельскому хозяйству.

Исследовательская группа из Университета Кордовы открыла новый способ борьбы с этим грибком. Исследование, опубликованное в печатном выпуске журнала Nature Microbiology за сентябрь 2019 года, предлагает систему, способную остановить развитие патогена.

В работе впервые описан один из механизмов распространения грибка и идентифицирована молекула, которую он использует для размножения. Речь идёт об аутокринном феромоне — веществе, которое многие организмы используют для химической сигнализации между особями разного пола для размножения. Однако, согласно результатам, этот патоген использует феромон иначе.

Исследование показало, что грибок использует феромон для самообнаружения, то есть для получения информации о количестве особей своего вида вокруг. Если патоген обнаруживает низкую численность, он производит нити (гифы) для колонизации почвы. Если же он воспринимает высокую численность, споры не прорастают, и грибок прекращает размножаться в почве.

«Мы подтвердили, что чем выше плотность популяции, тем больше феромонов собирает грибок, и именно в этом случае споры перестают размножаться в почве», — отмечает профессор генетики Антонио Ди Пьетро.

Этот механизм колонизации, впервые описанный в статье, подсказал исследователям способ остановить рост патогена. В одном из экспериментов после внесения искусственно синтезированного феромона грибок прекратил размножаться. «Таким образом, грибок ведёт себя так, как будто вокруг высокая плотность популяции, даже если это не так», — объясняет Ди Пьетро. Искусственное введение феромона посылает грибку ложный сигнал о «переполненности» окружающего пространства и останавливает его рост.

Таким образом, исследование открывает путь к возможному манипулированию развитием патогена в будущем. Авторы не исключают, что описанная система распространения может быть применима к группе грибов, насчитывающей более 60 000 видов, — аскомицетам.

Однако, по словам Ди Пьетро, предстоит решить множество задач, прежде чем можно будет контролировать этого вирулентного патогена. По данным ФАО, этот грибок может повредить, например, 36 миллионов тонн бананов в следующие 20 лет. Среди вызовов — налаживание дешёвого промышленного производства феромона, останавливающего рост грибка, и создание стабильной молекулы, которая не будет разлагаться при внесении в организм.