Открытие может перевернуть генетический сценарий борьбы с грибковой угрозой пшеницы
Исследователи из Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) совершили прорыв в борьбе с фузариозом колоса — основным заболеванием пшеницы и других зерновых культур в США.
Болезнь, вызываемая грибком Fusarium graminearum, наносит ущерб урожаю пшеницы и ячменя на сумму более 1 миллиарда долларов ежегодно. Она также производит микотоксины, загрязняющие зерно, что ограничивает его рыночную стоимость или делает непригодным для пищи и кормов.
Команда ARS, возможно, нашла способ переломить ситуацию, потенциально минимизировав угрозу для здоровья потребителей, прибыли фермеров и экспортного рынка пшеницы США стоимостью 5,94 млрд долларов.
Открытие, описанное в Molecular Plant-Microbe Interactions, сосредоточено на ключевой молекуле, которую грибок производит естественным образом, — FgTPP1.
"Эта молекула помогает грибку отключать защитные механизмы растения или ослаблять их настолько, что он может расти в остальной части растения", — пояснил Мэтью Хелм, руководитель группы.
FgTPP1 — одна из сотен молекул, которые грибок производит для заражения пшеницы. Тот факт, что другие патогенные виды Fusarium также производят FgTPP1, "предполагает, что она выполняет важную функцию".
Чтобы это выяснить, команда использовала стандартную процедуру для "удаления" гена FgTPP1 из грибка. В лаборатории ученые заразили колосья восприимчивого сорта яровой пшеницы грибком с удаленным геном, а также — для сравнения — грибком с неповрежденным FgTPP1.
Как и ожидалось, колосья, зараженные грибком без гена, показали себя гораздо лучше: заболевание развилось в 18–27% случаев против 50% в группе с интактным грибком.
Команда показала, что во время заражения грибок использует FgTPP1 для деактивации защитного ответа растения, что позволяет ему расти и вызывать болезнь.
Сейчас группа Хелма начала изучать, какие белки в пшенице являются важными мишенями для FgTPP1, и может ли их удаление замедлить продвижение грибка.
"Задача, — отметил Хелм, — будет состоять в том, чтобы не навредить растению, удалив белок, который ему также необходим".
Результаты этой работы позволят коммерчески выращиваемой пшенице естественным образом противостоять болезни и не допускать попадания токсинов в зерно. В конечном итоге, инвестиции в подобные новые подходы "добавляют еще один инструмент в арсенал, который фермеры США могут использовать для борьбы с фузариозом колоса пшеницы и, возможно, ячменя".