Дисфункция белка Pro1 способствует распространению грибка рисовой пирикуляриоза
Исследование раскрывает механизм, стоящий за «парадоксом пола» — почему у многих организмов бесполое размножение преобладает над половым, несмотря на его эволюционные преимущества. На примере патогенного грибка Pyricularia (Magnaporthe) oryzae, вызывающего опасную болезнь риса, учёные показали, как потеря способности к половому размножению может давать адаптивное преимущество.
Ключевые механизмы размножения грибка
- Основной цикл заражения риса начинается с бесполого размножения: конидии (споры) прикрепляются к листу и формируют аппрессорий для проникновения в ткани растения.
- В лабораторных условиях возможна и половая репродукция с участием мужских и женских штаммов, однако в природных изолятах женская фертильность обычно утрачена.
Генетическая причина утраты полового размножения
Учёные из Токийского университета науки и других японских институтов скрестили полевые изоляты P. oryzae и провели генетический анализ потомства. Исследование, опубликованное в iScience, выявило:
- Мутации, приводящие к дисфункции белка Pro1 (участвующего в экспрессии генов, связанных со спариванием у филаментных грибов), являются причиной женской стерильности у грибка рисовой пирикуляриоза.
- Дисфункциональный белок Pro1 увеличивает образование конидий, но не влияет на патогенность грибка.
- Аналогичные мутации в гене Pro1 обнаружены и у изолятов, поражающих пшеницу, что указывает на сходный эволюционный путь (потерю полового размножения) у пшеничного патогена.
Эволюционное значение
Как пояснил профессор Такаси Камакура, работа впервые показывает, что потеря женской фертильности может быть адаптивным преимуществом для патогена растений, так как усиленное образование бесполых спор способствует распространению в природе. Это исследование помогает объяснить, как разнообразие возникает у организмов, размножающихся бесполым путём.