Вдалося встановити механізм зараження фузаріозом колоса, що створить умови для розробки стійких сортів зернових

Грибний патоген Fusarium graminearum використовує спеціалізований білок, щоб послабити імунний захист рослин і викликати фузаріоз колоса, руйнівне захворювання, яке серйозно ушкоджує посіви пшениці та ячменю в усьому світі, згідно з новим дослідженням, нещодавно опублікованим у журналі Molecular Plant. Ці нові знання про те, як F. graminearum вражає посіви, можуть призвести до розробки генетично модифікованих або генетично відредагованих стійких до хвороб зернових.

Читати по темі: Фузаріоз колоса — від чого залежить насиченість інфекційного фону

Спільна дослідницька група під керівництвом Метью Хелма зі Служби сільськогосподарських досліджень Міністерства сільського господарства США, Роджера Іннеса з Університету Індіани в Блумінгтоні та Кім Хаммонд-Косак з Rothamsted Research ідентифікувала та функціонально охарактеризувала грибний білок під назвою TPP1. Цей фермент протеази секретується F. graminearum під час зараження та відіграє центральну роль у наданні допомоги грибу у подоланні захисту рослин, впливаючи на хлоропласт — важливу частину рослинної клітини, відповідальну не лише за вироблення енергії, а й за імунну сигналізацію.

«Найбільше нас хвилює те, що ця ефекторна протеаза не тільки сприяє розвитку хвороби, а й впливає на хлоропласт, який є несподіваним та стратегічним місцем для роззброєння імунної системи рослини. Це дослідження може стати революційним для розробки стійких до хвороб культур», — сказав доктор Хелм.

Фузаріоз колоса продовжує загрожувати глобальній продовольчій безпеці, викликаючи значні втрати врожаю та забруднюючи зерно мікотоксинами, які шкідливі для людей та худоби. У цьому дослідженні вчені показали, що при відключенні гена TPP1 гриб став значно менш вірулентним, що підтверджує: цей білок необхідний для зараження. Це відкриття проливає світло на значною мірою невивчений механізм патогенезу гриба.

Це перший звіт, в якому ідентифікована ефекторна протеаза з F. graminearum, яка націлена на хлоропласт і сприяє розвитку захворювання, пригнічуючи імунні реакції рослин. Відкриття ролі TPP1 знаменує собою значний прогрес у розумінні патогенезу грибків. Це також відкриває захоплюючі можливості використання стратегій інженерії «приманки» для розробки сортів пшениці та ячменю з вбудованою стійкістю.

«Крім того, TPP1, мабуть, є висококонсервативним серед широкої групи грибних патогенів, що робить його потенційно основною мішенню для забезпечення стійкості рослин до хвороб, що викликаються іншими проблемними видами грибів», — сказав доктор Хаммонд-Косак з Ротамстеда.

Маючи наслідки як для досліджень у галузі мікробів-рослин, так і для більш широких областей досліджень мікробів-господарів, ця основна робота наближає дослідників на один крок до довгострокових цілей скорочення втрат урожаю та забезпечення продовольчої безпеки. Вона закладає основу для біоінженерії більш стійких сортів пшениці та ячменю, що є нагальною необхідністю в умовах мінливого клімату та світового попиту на продовольство, що росте. Кінцева мета, кажуть автори, полягає у захисті світових запасів продовольства шляхом скорочення втрат від фузаріозу колоса.

Головні агроновини України та світу

Головні агроновини України та світу

Олена Басанець, SuperAgronom.com