Новый токсин облегчает заражение и распространение болезни у пшеницы

Пшеница, являясь одной из первых одомашненных культур, остается глобальным пищевым продуктом. Однако грибковый патоген Fusarium graminearum вызывает разрушительную болезнь — фузариоз колоса (FHB), заражая зерно вредными токсинами трихотеценами.

Один из таких трихотеценов — дезоксиниваленол (DON) — является ключевым фактором вирулентности, усиливающим распространение патогена в колосе. Недавние исследования выявили популяцию F. graminearum, которая продуцирует новый трихотецен — NX, с химической структурой, слегка отличающейся от DON.

Исследователи под руководством доктора Гуйся Хао из USDA-ARS изучили, способствуют ли трихотецены NX развитию FHB, подобно DON. Результаты, опубликованные в журнале Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI), показывают, что NX играет важную роль как в начальном заражении, так и в распространении болезни.

Удалив первый ген биосинтеза трихотеценов, TRI5, из штаммов, продуцирующих DON и NX, ученые оценили тяжесть FHB на восприимчивых колосьях пшеницы. Оказалось, что штамм, производящий NX, продуцирует больше токсина, чем штамм, производящий DON. Удаление гена TRI5 устраняет продукцию токсина NX и снижает как грибковую инфекцию, так и распространение болезни.

«Насколько нам известно, это первый случай, когда было обнаружено, что микотоксин усиливает как заражение патогеном, так и распространение болезни в колосе пшеницы», — отмечает доктор Хао.

Это открытие открывает новые возможности для защиты урожая зерновых. По словам доктора Хао, полученная информация предлагает новый способ потенциального контроля заражения, распространения FHB и отравления микотоксинами одновременно, путем воздействия на способность гриба производить NX.

В настоящее время команда работает над следующим исследованием по созданию трансгенных растений, нацеленных на ген биосинтеза NX с помощью РНК-интерференции (RNAi), чтобы снизить заболеваемость и производство микотоксинов.