Изучение того, как опасный грибковый патоген «пробует» свое окружение в растении пшеницы для координации своей вирулентности, может стать ключом к разработке новых стратегий контроля, считают ученые.
Исследователи из Университета Бата и Ротамстеда изучали, как «грибковые рецепторы, связанные с G-белком», которые похожи на вкусовые рецепторы на наших языках, участвуют в распространении фузариозной гнили (FHB) - вредоносного и опасная болезнь пшеницы, которая является цветочной болезнью номер один в зерновых культурах во всем мире.
Фузариоз поражает колос и зерно растений пшеницы и поэтому является серьезной проблемой для фермеров, выращивающих одну из самых важных сельскохозяйственных культур в мире. Болезнь экономически затратна, повреждает урожай пшеницы ближе к концу вегетационного цикла и загрязняет пшеничное зерно грибковыми токсинами (микотоксинами), которые опасны для людей и животных.
В Великобритании каждые несколько лет происходят вспышки FHB, потери урожая пшеницы в 2012 году составили около 10%. В других частях мира, таких как США, Бразилия и Китай, болезнь вызывает серьезные потери урожая и проблемы загрязнения микотоксинами для фермеров при каждом урожае.
В настоящее время не существует действительно эффективных способов борьбы с FHB, который распространяется спорами, переносимыми по воздуху.
Исследовательская группа, возглавляемая биологом-грибком доктором Нилом Брауном с факультета биологии и биохимии Университета Бата, считает, что рецепторы, связанные с G-белком, являются многообещающими мишенями для разработки новых подходов к борьбе с грибковыми заболеваниями, включая FHB. вызывает возбудитель Fusarium graminearum.
Эти грибковые рецепторы «пробуют» окружающую среду и сигнализируют об изменениях в клетке гриба, запуская соответствующую биологическую реакцию, включая спаривание, выработку микотоксинов и вирулентность.
В серии экспериментов научная группа продемонстрировала, что рецепторы F. graminearum играют важную роль в заражении пшеницы. Команда собрала коллекцию грибковых мутантов, лишенных отдельных рецепторов. Далее они показали, что отсутствие одного типа рецептора, специфичного для грибов, позволило растению пшеницы создать более сильную защиту, что вызывает пробку из вторгающихся нитевидных грибковых структур, называемых гифами, и снижает прогрессирование инфекции.
Команда также показала, что удаление этого рецептора означало снижение вирулентности пшеницы, потому что различные грибковые процессы, необходимые для заражения, были нарушены и не отрегулированы.
Исследование опубликовано в PLOS Pathogens.
Д-р Браун сказал: «Фузариоз колосовой гнили - болезнь номер один цветочных злаков во всем мире.
Рецепторы, связанные с G-белком, были тщательно изучены на людях, где около 40% наших фармацевтических препаратов нацелены на эти человеческие рецепторы, поскольку они экспонируются на поверхности клеток, что делает их доступными для лекарств, и они контролируют важные биологические функции Грибы имеют свои собственные рецепторы, связанные с G-белком, но мы очень мало о них знаем.
"Наши результаты показывают, что грибковые рецепторы важны для заражения пшеницы фузариозом. Узнав больше о структуре и функции этих грибковых специфических рецепторов, а также о соединениях, которые они обнаруживают, мы сможем разработать новые подходы к контролировать FHB и другие патогены растений."
Профессор Ким Хаммонд-Косак сказал: «В настоящее время возможности борьбы с цветочными инфекциями фузариоза в зерновых культурах очень ограничены. стремились применить наш значительный опыт в области болезней сельскохозяйственных культур для решения этой проблемы. Эти результаты открывают возможность разработки новых способов контроля заболевания FHB либо путем целенаправленной разработки лекарств, либо путем устранения сигналов, которые эти рецепторы воспринимают во время грибковой атаки».
Исследование финансировалось Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам в рамках его Программы стипендий для будущих лидеров, присуждаемой доктору Нилу Брауну.