Пшеница, одна из первых одомашненных пищевых культур, спустя несколько тысячелетий остается основным продуктом питания во всем мире. Выращиваемая на всех континентах, кроме Антарктиды, пшеница является вторым по величине зерном в мире с ежегодным производством почти 800 000 метрических тонн.
Однако грибной патоген под названием Fusarium graminearum вызывает разрушительную болезнь фузариоза колоса пшеницы и заражает зерна вредными токсинами, называемыми трихотеценами. Один из таких трихотеценов, называемый дезоксиниваленолом (DON), вырабатывается большинством штаммов F. graminearum, и это важный фактор вирулентности, который увеличивает распространение патогена в колосьях пшеницы.
В настоящее время не существует известных сортов пшеницы (или ячменя), способных полностью противостоять фузариозной инфекции колоса, что побуждает к постоянным исследованиям факторов вирулентности патогена.
Недавние исследования д-ра Гюйся Хао и его коллег из Службы сельскохозяйственных исследований МСХ США выявили популяцию F. graminearum, которая продуцирует новый трихотецен, называемый NX, с несколько иной химической структурой, чем DON.
Результаты их исследования, опубликованные в журнале Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI), показывают, что трихотецены NX играют важную роль в начальной инфекции F. graminearum, а также в распространении заболевания.
Удалив первый ген биосинтеза трихотецена, TRI5, из штаммов, представляющих трихотецены DON и трихотецены NX, исследователи смогли оценить серьезность заболевания на восприимчивых колосьях пшеницы, инокулированных родительскими штаммами и генетическими мутантами, полученными в результате делеции.
Оценка и дальнейшее тестирование показали, что делеция одного гена устраняет выработку токсина NX и снижает как грибную инфекцию, так и распространение болезни в пшенице, подтверждая: NX играет ту же роль, что и DON, в агрессии патогена и уникальным образом усиливает инфекцию гриба.
Комментируя новизну этого открытия, д-р Хао говорит: «Насколько нам известно, это первый доказательный случай, когда микотоксин (любое токсичное вещество, вырабатываемое грибом) играет роль в усилении как патогенной инфекции, так и распространения болезни в колосьях пшеницы. Полученные данные представляют информацию для новых идей о том, как потенциально контролировать инфекцию, а не просто уменьшать симптомы, воздействуя на способность гриба производить токсины, которые он применяет в качестве оружия для атаки на пшеницу».
Сейчас д-р Хао и его коллеги работают над дальнейшим исследованием по созданию трансгенных растений, нацеленных на ген биосинтеза NX с помощью интерференции рибонуклеиновой кислоты (РНКи) для снижения заболеваемости и производства микотоксинов.
(Источник: American Phytopathological Society. Фото: Дмитрий Лукьянов).
