Патологоанатом из Университета Кентукки является частью международной группы исследователей, которые обнаружили важную связь с болезнью, которая, если ее не остановить, может оказаться разрушительной для пшеницы. Преподаватель Британского колледжа сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды Марк Фарман выступил соавтором статьи, опубликованной сегодня в Science, журнале Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS).
Исторически сложилось так, что пшеница в Кентукки и по всей Северной Америке не была восприимчива к недавно появившемуся грибку, называемому пирикуляриозом пшеницы. Однако в 2011 году британские исследователи обнаружили один больной кочан пшеницы на исследовательском участке в Британском научно-образовательном центре в Принстоне, штат Кентукки. Затем, в 2016 году, Бангладеш охватила эпидемия чумы пшеницы. В этом году болезнь снова поразила Бангладеш, а также присутствует в Индии, что вызывает опасения, что пирикуляриоз пшеницы вскоре может стать пандемией. Внезапное распространение грибка вызвало интенсивные глобальные усилия по изучению болезни и выведению пшеницы, устойчивой к пирикуляриозу.
Исследования в лаборатории Фармана в Департаменте патологии растений Великобритании показали, что патоген Кентукки, собранный в 2011 году, генетически отличается от южноамериканской пирикуляриоза пшеницы и, напротив, очень тесно связан со штаммами, обнаруженными на однолетнем райграсе и овсянице тростниковой в США. Это предполагает, что инцидент в Принстоне произошел не из-за внедрения экзотического патогена, а, вероятно, возник в результате «перехода хозяина» с кормовых трав на пшеницу. Напротив, его группа обнаружила, что эпидемия в Бангладеш в 2016 году, скорее всего, возникла из-за появления южноамериканского штамма грибка.
Вспышка пшеницы вызывается грибком, поражающим колосья пшеницы и препятствующим производству семян. В настоящее время у культурной пшеницы нет естественной устойчивости к болезни, и потери урожая, приближающиеся к 100%, являются обычным явлением. Фунгициды демонстрируют ограниченную эффективность из-за развития устойчивости гриба.
«Взрыв был впервые обнаружен в Бразилии в 1980-х годах и быстро распространился на соседние страны, включая Аргентину, Парагвай и Боливию», - сказал Фарман. «До недавнего времени болезнь ограничивалась Южной Америкой».
Теперь, совместно с сотрудниками из Японии и США, Фарман обнаружил, что штамм пшеницы Кентукки 2011 года, вызывающий пирикуляриоз, претерпел мутацию в ключевом гене, кодирующем белок, который обычно распознается сортами пшеницы, обладающими ключевой устойчивостью к пирикуляриозу. белок. Предполагается, что эта мутация нарушит функцию «хорошего» белка, тем самым позволяя грибу избежать реакции устойчивости пшеницы, избегая распознавания. Исследования, проведенные сотрудниками Фармана, установили, что независимые мутации в одном и том же гене, вероятно, были ключевыми событиями в появлении этой разрушительной болезни.
«Это исследование дает важную информацию о мутационных событиях, лежащих в основе эволюции новых болезней сельскохозяйственных культур», - сказал Фарман. «Эта информация поможет стимулировать создание сортов сельскохозяйственных культур с более устойчивой устойчивостью».