Вдалося встановити механізм зараження фузаріозом колоса, що створить умови для розробки стійких сортів зернових – SuperAgronom
Виявлено грибний білок, що відіграє вирішальну роль у виникненні фузаріозу колоса у зернових культур. Фермент, який пригнічує імунний захист рослин, може стати ключем до створення стійких до фузаріозу культур.
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.
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.
Олена Басанець, SuperAgronom.com