Вирус превращает смертоносный грибок в друга растений
Исследователи обнаружили, что миковирус может превращать смертоносный патогенный грибок Sclerotinia sclerotiorum в полезный эндофитный грибок у растений рапса. После трансформации грибок усиливает иммунную систему растения, делая его здоровее и устойчивее к болезням. Эти результаты, опубликованные 29 сентября в журнале Molecular Plant, указывают, что некоторые миковирусы можно использовать для разработки «растительных вакцин» для улучшения здоровья и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
Sclerotinia sclerotiorum наносит значительный ущерб посевам рапса, вызывая стеблевую гниль, поражения и гибель растений в течение нескольких дней после заражения.
«Вирус, который мы идентифицировали, может превращать грибок из смертельного патогена в эндофитный грибок, подобный кроткой овце, и защищать эти растения», — говорит старший автор Даохун Цзян, профессор Университета Хуачжун в Китае. Эндофитные организмы живут внутри растения, не вызывая болезней, поддерживая симбиотические отношения.
При заражении миковирусом грибок теряет вирулентность. Вместо того чтобы убивать растение, зараженный вирусом грибок мирно живет внутри него и даже приносит пользу. Исследователи инокулировали семена рапса фрагментами зараженного вирусом грибка и наблюдали усиление иммунной системы растений, увеличение веса на 18% и больший рост корней. Эти растения не только стали больше и сильнее, но и приобрели устойчивость к другим болезням.
«Миковирус может быть хорошей вещью для грибка, потому что теперь грибок распознает растение как "дом", вместо того чтобы убивать его», — говорит Цзян. «Вирус превратил врага в друга».
В полях рапса фрагменты, зараженные грибком, также подавляли стеблевую гниль, стимулировали рост растений и повышали урожайность семян на 6.9–14.9%. Зараженные вирусом грибковые патогены становятся новым способом борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур, снижая вирулентность смертоносных патогенов. Более того, исследователи обнаружили, что миковирус может быстро и эффективно передаваться другим грибковым патогенам по всему полю, что является идеальным свойством для разработки «растительных вакцин».
«Если обработать семя зараженным вирусом грибком, грибок будет расти вместе с растением на протяжении всей его жизни», — говорит Цзян. «Так же, как мы вакцинировали наших детей при рождении, защита является пожизненной».
Цзян отметил, что грибковые патогены — это проблема, которую ученые не смогли взять под контроль в сельскохозяйственных условиях. В настоящее время нет растений с устойчивостью к этим патогенам, которые атакуют широкий спектр растений. Грибы вызывают более 80% болезней сельскохозяйственных культур и уничтожают треть всех продовольственных культур ежегодно.
«Это грибковое заболевание также распространено в Соединенных Штатах. Помимо рапса, грибок атакует подсолнухи, бобы и другие культуры», — говорит Цзян. «Наш метод профилактики и исследовательская идея могут принести пользу многим другим, кто занят аналогичной работой, и принести пользу сельскохозяйственному производству. У этого много потенциала».