Серая плесень, возбудителем которой является гриб Botrytis cinerea, ежегодно приводит к миллиардным потерям урожая, заражая ягоды, помидоры и другие важные продовольственные культуры. Теперь исследователи нашли способ победить плесень без обработки синтетическими фунгицидами.
Должно быть, все когда-нибудь видели «пушистую» серую клубнику, зараженную Botrytis cinerea. Гриб поражает более 1400 различных видов растений, бороться с ним очень сложно. Однако, в недавнем исследовании ученые Калифорнийского университета в Риверсайде пришли к выводу, что возможность контролировать это заболевание растений может исходить от липидных «пузырей», выделяемых клетками плесени, которые считались несущественным фактором.
Фактически, новое исследование показывает, что серая гниль научилась использовать пузырьки для успешного заражения.
«Поскольку их трудно изолировать и изучать, важные функции этих липидных пузырьков, также называемых внеклеточными везикулами, игнорировались в течение десятилетий. Теперь мы знаем, что плесень использует внеклеточные везикулы для защиты и доставки оружия - небольших молекул РНК, которые заглушают гены, участвующие в иммунной системе растений», - говорит Хайлин Джин, профессор микробиологии и патологии растений Калифорнийского университета в Риверсайде, руководитель научной работы.
Ученые не только выяснили, что серая плесень выделяет вирулентную РНК в этих пузырьках на основе липидов, но и то, как определенный белок является ключом к способности плесени производить пузырьки.
Белок тетраспанин появляется на поверхности пузырьков. Исследователи обнаружили, что если они устранят способность плесени производить тетраспанин, способность плесени выделять и доставлять пузырьки значительно снижается.
«Если мы отключим этот ключевой компонент везикул, мы сможем ослабить их способность доставлять оружие малых РНК или других молекул, подавляющих иммунитет хозяина», - сказал Джин.
Ранее та же исследовательская группа идентифицировала гены, которые позволяют грибу производить малые молекулы РНК. Отключение этих генов, а также тех, которые позволяют грибу производить тетраспанин, позволит создать новое поколение РНК-фунгицидов, подавляющих серую гниль.
«Во всем есть РНК, и она легко усваивается людьми и животными. РНК может быстро разлагаться в окружающей среде и не оставляет никаких токсичных остатков. В настоящее время основными средствами лечения серой гнили являются фунгициды, и эти химические вещества могут негативно влиять на здоровье человека и животных и нашу окружающую среду», - говорит Джин.
Серая гниль является вторым наиболее опасным грибом для пищевых культур в мире по своей агрессивности, уступая только рисовому патогену Magnaporthe oryzae, вызывающему пирикуляриоз. Экологически безопасный фунгицид на основе РНК, воздействующий на способность секретировать внеклеточные везикулы, также может быть эффективен против Magnaporte oryzae и других грибных патогенов.
«Поскольку климат меняется так быстро, многие грибные инфекции могут усугубиться. Мы рады предоставить новые экологически безопасные методы защиты мировых запасов продовольствия, которые могут быть так широко применимы», - заключил Джин.
(Источник: University of California – Riverside. Автор: Жюль Бернштейн. Автор фото: Хайлин Джин/ UCR).
