Ученые выяснили, почему один и тот же патоген смертелен для сои, но бессилен против кукурузы

Синдром внезапной смертности сои (SDS) - разрушительное заболевание, поражающее посевы сои, вызывает ежегодные потери урожая соевых бобов в США, превышающие стоимость 274 миллиона долларов.

Исследование ученых из Университета штата Нью-Мичиган показывает: когда речь идет о защите культур время действительно имеет значение.

В своей научной работе эксперты сравнили, как гриб F. virguliforme, вызывающий SDS, взаимодействует как с соей, так и с кукурузой, и почему кукуруза остается здоровой, несмотря на заражение грибами. Исследование опубликовано в журнале The Plant Cell.

«Кукурузу и сою часто чередуют на одной и той же земле, чтобы предотвратить распространение SDS. Но эта сельскохозяйственная стратегия не останавливает сою от заражения грибом, - рассказывает Эми Баетсен-Янг. - Мы использовали это наблюдение в качестве отправной точки для поиска генов, позволяющих кукурузе не проявлять никаких симптомов заболевания, вызываемого тем же грибом, который ослабляет соевые бобы».

«Наш главный вывод заключается в том, что, хотя гриб также поражает кукурузу, кукуруза реагирует очень рано, что приводит к надежной защитной реакции и увеличивает шансы на сохранение здоровья», - поясняет Хуан Чен, соавтор.

Исследовательская группа применила подход с использованием больших данных, чтобы сравнить, как кукуруза и соя развивают свои защитные реакции при столкновении с грибом.

Оказывается, когда культура растет, защитная реакция имеет решающее значение, и чем раньше она срабатывает, тем лучше.

Защитные механизмы сои включаются и усиливаются через семь дней после начала грибной инвазии, после чего гриб находится в режиме повреждения. А вот защитные механизмы кукурузы срабатывают уже через два дня после вторжения, и это замедляет рост гриба, прежде чем он станет опасным.

Ученые предполагают, что заражение грибом вызывает разные генетические реакции у обеих культур, а гриб даже может манипулировать метаболизмом хозяина, чтобы вызвать гибель клеток.

«Справиться с синдромом внезапной смертности сои полностью не получается, остается лучше понять болезнь, - говорит Хуан. - Ведь некоторые грибы охватывают широкий ряд сельхозкультур, но не все растения реагируют на них одинаково. Наша вычислительная биология и большие объемы данных могут предоставить более полную картину о прогрессии болезни и профилактике».

Данное исследование представляет собой пример интеграции дисциплин - от генов до систем земледелия - и взаимодополняемости их академическими знаниями.

(Источник: phys.org. Фото предоставлено Эми Баетсен-Янг).