Ученые изучили коэволюционные отношения между ржавчинными грибами, пшеницей и барбарисом

Желтая ржавчина пшеницы — одно из важнейших заболеваний пшеницы, вызываемое фитопатогенным грибом Puccinia striiformis f. sp. tritici (Pst). Несмотря на высокую специфичность к хозяину, Pst способен заражать два неродственных растения — пшеницу и барбарис — на разных стадиях спороношения. Pst заражает пшеницу урединиоспорами, а барбарис — базидиоспорами.

В новом исследовании ученые изучили коэволюционные отношения, используя гены, специфически необходимые для заражения хозяина на разных стадиях спороношения. Они провели комплексное сравнение транскриптомов Pst во время заражения листьев пшеницы и барбариса и смогли идентифицировать гены, необходимые для заражения либо пшеницы, либо барбариса, а также гены, необходимые для заражения обоих растений.

Ключевые выводы:

• В барбарисе обнаружена большая доля эволюционно консервативных генов, что подразумевает более длительную историю взаимодействия с Pst.
• Ученые выдвинули гипотезу, что барбарис, как более древнее растение (семейство возникло 146–113 млн лет назад), может быть первичным хозяином Pst.
• Pst применяет различные стратегии для преодоления защитных систем разных хозяев, например, секретирует разные наборы ферментов для деградации различных типов клеточных стенок и кутикул.

Работа способствует пониманию роли барбариса в эпидемиологии ржавчины и устойчивой борьбе с болезнью, а также предоставляет модель для изучения эволюционных процессов патогена на разных стадиях заражения различных хозяев.

Исследование "Distinct Transcriptomic Reprogramming in the Wheat Stripe Rust Fungus During the Initial Infection of Wheat and Barberry" опубликовано в журнале MPMI.