Исследование выявило главный регулятор, контролирующий грибковую инфекцию пшеницы

Гриб Zymoseptoria tritici вызывает септориоз пшеницы - наиболее разрушительную грибковую болезнь пшеницы, выращиваемой в умеренном климате по всему миру. Эта болезнь снижает урожайность пшеницы на 5-10% в год, что вызывает потери урожая на сумму от трех четвертей до полутора миллиардов евро только во Франции, Германии и Великобритании, и еще миллиард евро тратится на химическую борьбу с грибком.

Исследователи из Университета Эксетера достигли прорыва в понимании молекулярных механизмов, лежащих в основе агрессивности этого патогена. Результаты их работы опубликованы в журнале Nature Communications.

Они применили междисциплинарный подход, чтобы лучше понять формирование инвазивной формы патогена. На так называемой гифальной стадии гриб проникает в листья пшеницы через естественные отверстия, так называемые устьица, которые открываются и закрываются в зависимости от условий окружающего освещения. Сочетая методы клеточной и молекулярной биологии, биоинформатики и патологии растений, команда обнаружила, что сочетание умеренных температур и молекул из листьев пшеницы инициирует формирование инвазивных гиф, инфицирующих растения. Такое изменение сопровождается "перепрограммированием" патогена, то есть подготовкой гриба к нападению на растение.

Разработка нового и сложного "молекулярного инструмента" позволила исследователям провести визуальный генетический скрининг, который имел целью выявить драйверы, перепрограммирующие гриб на формирование инвазионных гиф. Такой подход, довольно неожиданно, обнаружил существование "главного регулятора", известного в других организмах для восприятия света. Исследование показало, что этот регулятор воспринимает те же условия освещения, которые открывают устьица растений, таким образом инициируя и синхронизируя появление инвазивной гифы, когда растение является наиболее уязвимым.

Открытие одного "главного регулятора" патогенности у патогена пшеницы Zymoseptoria tritici является чрезвычайно важным; оно обеспечивает важную мишень для разработки новых стратегий борьбы с септориозной пятнистостью пшеницы.

"Наш междисциплинарный подход был нацелен на ядро патогенности гриба Septoria tritici. Выявление фактора, который контролирует формирование инвазивной формы патогена, дает надежду на разработку способов защиты наших посевов пшеницы от этого экономически важного заболевания", - сказал руководитель исследования профессор Геро Штайнберг.

Профессор Сара Дж. Гарр, которая входила в состав экстерской команды, стоявшей за этим открытием, и возглавляет кафедру продовольственной безопасности в Университете Эксетера, отмечает, что "пшеница выращивается на большей площади, чем любая другая глобальная культура. Эта болезнь вызывает огромные потери этой драгоценной калорийной культуры в районах выращивания в умеренном климате. Это исследование описывает идентификацию очень важной цели в нашем стремлении обеспечить глобальную продовольственную безопасность".

українською мовою