Вчені дослідили механізм інфікування кукурудзи збудником пухирчатої сажки

11 серпня 2022, 13:31 Меланія Несмачна

386

Фото: SuperAgronom.com

Вчені пояснили, як відбувається інфікування кукурудзи пухирчатою сажкою

Гриб Ustilago maydis (Ustilago zeae), який уражає кукурудзу та викликає хворобу пухирчату сажку, може завдати непоправної шкоди посівам культури. Вчені вирішили розібратися в механізмі інфікування гриба.

Про це повідомляє phys.org.

«Ustilago maydis уражує і розмножується в надземних частинах кукурудзи. На місці інфекції часто утворюються великі пухлиноподібні розростання тканини. Ці пухирі можуть досягати розміру голови дитини. Розростання пухирів викликають білки-ефектори, які виділяє гриб. Вони маніпулюють метаболізмом рослини та пригнічують її імунну систему, а також сприяють росту та поділу клітин кукурудзи. Для цього вони втручаються в сигнальний шлях рослин, який регулюється гормоном ауксином», — пояснюють вчені.

Професор, доктор Армін Джамей, який очолює відділ патології рослин в Інституті INRES Боннського університету додає, що гриб використовує цей сигнальний шлях для власних цілей, оскільки процес розростання тканини (формування пухирів) потребує енергії та ресурсів. Як наслідок, рослині не вистачає енергії для захисту від патогена Ustilago maydis.

Пухирі служать грибу як запас поживних речовин та місце для розмноження.

Читати також: Посівам сої на півночі загрожує небезпечний шкідник: як запобігти

«Тому ми хотіли з'ясувати, як гриб сприяє процесу поширення, — говорить Джамей. — Для цього ми шукали генетичний матеріал у грибі, який дозволяє йому контролювати сигнальний шлях ауксину рослини-господаря і, таким чином, ріст її клітин»

Комплексний пошук розпочався сім років тому в Інституті Грегора Менделя у Відні.

Разом зі своїми співробітниками професору Джамеї вдалося ідентифікувати п’ять генів, які гриб використовує для маніпулювання сигнальним шляхом ауксину рослини-господаря, які називаються Tip1-Tip5. Вони утворюють так званий кластер: якщо уявити весь геном Ustilago maydis як товсту енциклопедію, ці п’ять лежать, так би мовити, на послідовних сторінках.

«Білки, кодовані п’ятьма генами Tip, можуть зв’язуватися з білком у рослині кукурудзи, відомий експертам як Topless», — пояснює доктор Янош Біндікс, колишній співробітник Інституту Грегора Менделя.

Topless — це центральний перемикач, який пригнічує дуже різні сигнальні шляхи в рослині. Ефектори патогена, які кодуються п’ятьма генами Tip, перекривають репресію для сигнального шляху росту (за який відповідає ауксин). Інші сигнальні шляхи гриб не чіпає. Професор Джамей підкреслює: «...гриб діє з хірургічною точністю. Він виконує саме те, що йому потрібно для найшвидшого ураження кукурудзи».

Вчені підкреслюють, що існує низка патогенів, які перешкоджають сигнальному шляху ауксину рослин-господарів. Вони довели, що, крім кукурудзи, ефектори Tip збудника Ustilago maydis також заважають сигнальному шляху ауксину інших видів рослин.

Нагадаємо, у посівах соняшнику активізувався лучний метелик.