Механизм высвобождения спор грибов раскрыт
Исследователи пролили свет на давнюю загадку о том, как споры грибов высвобождаются и распространяются. Понимание того, как далеко они могут перемещаться, может помочь защитить зерновые культуры от одного из древнейших врагов земледелия — стеблевой ржавчины.
Исследователи из John Innes Centre и Университета Восточной Англии (UEA) изучили распространение спор смертоносного патогена стеблевой ржавчины, которые образуются при заражении его промежуточного растения-хозяина — обычного кустарника барбариса.
Исследование, опубликованное в Communications Biology, раскрывает механизм высвобождения раннесезонных спор из эциев (чашевидных структур) стеблевой ржавчины, образующихся на барбарисе.
Споры стеблевой ржавчины плотно упакованы в эции. Во время росы или дождя вода проникает в эти структуры, заставляя споры расширяться. Этот процесс создает значительное давление на соседние споры, а вода, заполняющая промежутки, действует как смазывающая пленка.
Это облегчает катапультирующее высвобождение спор из эция. Отдельные споры гриба достигают скорости до 0.754 метров в секунду. Исследование также подтвердило, что споры могут высвобождаться кластерами, что увеличивает скорость их выброса. После выброса большинство спор, вероятно, разделяются, чтобы улучшить последующую передачу ветром на соседние посевы.
Понимание этого механизма теперь можно использовать для помощи фермерам и законодателям в оценке локального риска распространения болезни от кустов барбариса к соседним зерновым культурам. На основе этих выводов команда создала новый веб-ресурс, который моделирует схемы рассеивания и позволяет пользователям прогнозировать вероятное расстояние распространения спор от зараженного куста барбариса.
Стеблевая ржавчина пшеницы известна как "полиомиелит сельского хозяйства" из-за серьезной угрозы, которую она представляет для производства пшеницы во всем мире.
Куст барбариса играет критическую роль в жизненном цикле гриба: он является местом полового размножения, и его заражение создает резервуар спор ржавчины, которые могут распространять болезнь обратно на соседние зерновые культуры.
Несмотря на критическую роль барбариса как источника инфекции стеблевой ржавчины пшеницы, механизм высвобождения спор из кустов барбариса и расстояние их распространения оставались загадкой для ученых более века.
Доктор Ванесса Буэно-Санчо, первый автор статьи, сказала: "Решение этих фундаментальных вопросов в механике высвобождения спор, наконец, позволило нам создать общедоступный веб-интерфейс для оценки локального риска распространения инфекции стеблевой ржавчины от растений барбариса на зерновые культуры".
Доктор Диана Сондерс, соавтор-корреспондент, отметила, что "это исследование особенно своевременно, учитывая, что спорадические случаи заражения стеблевой ржавчиной пшеницы участились в Западной Европе за последнее десятилетие, а популярный вид живой изгороди — барбарис — также увеличивается в численности. Знание того, как далеко могут перемещаться эти споры, имеет решающее значение для разработки политики в отношении безопасных расстояний для будущих посадок барбариса от зерновых культур, а также для выявления существующих кустов с высоким риском как источников будущей инфекции стеблевой ржавчины".