Ученые на пути к победе над ржавчинными болезнями растений

Международная команда ученых достигла прорыва в понимании того, как ржавчинные грибы заражают сельскохозяйственные культуры и эволюционируют. Используя современные технологии секвенирования генома, исследователи из Университета Миннесоты, Лаборатории болезней злаков USDA-ARS, Австралийского национального университета, CSIRO и Сиднейского университета опубликовали результаты в журнале mBio.

Ржавчинные грибы наносят значительный ущерб производству продовольствия во всем мире, поражая такие культуры, как злаки, кофе, сахарный тростник и сою. Генетическая устойчивость сортов — лучшая стратегия борьбы, но она часто преодолевается новыми штаммами патогена.

Исследователи впервые создали гаплотип-разрешенные последовательности геномов для двух наиболее разрушительных патогенов:

• Гриба P. coronata f. sp. avenae, вызывающего корончатую ржавчину овса.
• Гриба P. striiformis f. sp. tritici, вызывающего желтую (линейную) ржавчину пшеницы.

Ключевое достижение: впервые были получены отдельные сборки генома, отражающие обе копии хромосом у ржавчинных грибов, которые, как и люди, являются диплоидными организмами.

Оба исследования выявили неожиданно высокий уровень разнообразия между двумя копиями хромосом. Это разнообразие, вероятно, служит основой для быстрой эволюции новых вирулентных штаммов.

Значение работы:

• Исследование корончатой ржавчины овса, одного из самых быстро эволюционирующих патогенов, поможет понять, как новые болезни (например, высокодеструктивная раса Ug99 стеблевой ржавчины пшеницы) преодолевают устойчивость культур.
• Работа послужит основой для будущих исследований эволюции вирулентности и может быть применена к ржавчинным грибам, вызывающим другие болезни сельскохозяйственных культур.