Ученые обнаружили генетический ключ к остановке грибка, убивающего бананы
Бананы находятся на грани функционального вымирания из-за заболевания Fusarium wilt of banana (FWB), вызываемого грибковым патогеном Fusarium oxysporum f.sp. cubense ( Foc ) tropical race 4 (TR4). Однако благодаря недавним исследованиям международной группы ученых под руководством Массачусетского университета в Амхерсте мы теперь знаем, что Foc TR4 не произошел от штамма, который уничтожил коммерческие банановые культуры в 1950-х годах, и что вирулентность этого нового штамма, по-видимому, вызвана некоторыми вспомогательными генами, связанными с выработкой оксида азота.
Исследование, опубликованное в Nature Microbiology , открывает двери для методов лечения и стратегий, которые могут замедлить, если не контролировать, пока еще неконтролируемое распространение Foc TR4.
«Тот вид бананов, который мы едим сегодня, отличается от того, который ели ваши бабушки и дедушки. Те старые бананы, Gros Michel, функционально вымерли, став жертвами первой вспышки Fusarium в 1950-х годах», — говорит автор исследования профессор Ли-Джун Ма из Массачусетского университета в Амхерсте.
Сегодня самым популярным видом коммерчески доступных бананов является сорт Кавендиш, который был выведен в качестве стойкого к болезням ответа на вымирание сорта Гро-Мишель. Около 40 лет банан Кавендиш процветал по всему миру на обширных монокультурных плантациях, которые поставляют большую часть мирового коммерческого урожая бананов.
Но к 1990-м годам хорошие времена для бананов сорта Кавендиш начали подходить к концу. «Была еще одна вспышка бананового увядания», — говорит соавтор исследования Юн Чжан из Массачусетского университета. «Она распространилась как лесной пожар из Юго-Восточной Азии в Африку и Центральную Америку».
«Мы потратили последние 10 лет на изучение этой новой вспышки бананового увядания», — говорит Ма, эксперт по Fusarium oxysporum , который является не одним видом, а «комплексом видов» с сотнями различных разновидностей, которые специализируются на поражении разных растений-хозяев. Эти разновидности определяются приобретением специфичных для штамма дополнительных генов в дополнение к общему основному геному. «Теперь мы знаем, что патоген TR4, уничтожающий бананы сорта Кавендиш, не произошел от расы, уничтожившей бананы сорта Гро-Мишель. Геном TR4 содержит некоторые дополнительные гены, которые связаны с выработкой оксида азота, который, по-видимому, является ключевым фактором вирулентности TR4».
Чтобы прийти к такому выводу, Йонг, Ма и их соавторы из Китая и Южной Африки, а также университетов США, секвенировали и сравнили 36 различных штаммов Foc, собранных со всего мира, включая те штаммы, которые поражают бананы Gros Michel. Затем, с помощью Института прикладных наук о жизни Массачусетского университета в Амхерсте, команда обнаружила, что Foc TR4, ответственный за текущую вспышку увядания бананов, использует некоторые вспомогательные гены как для производства, так и для детоксикации грибкового оксида азота для вторжения в хозяина.
Хотя команда пока не знает точно, каким образом эти действия способствуют заражению бананов сорта Кавендиш болезнями, им удалось определить, что вирулентность Foc TR4 значительно снизилась, когда были устранены два гена, контролирующие выработку оксида азота.
«Идентификация этих дополнительных генетических последовательностей открывает множество стратегических путей для смягчения или даже контроля распространения Foc TR4», — говорит Йонг.
Тем не менее, Ма быстро указывает на то, что главная проблема, с которой сталкивается один из наших любимых завтраков, — это практика монокультуры. «Когда в огромной коммерческой культуре нет разнообразия, она становится легкой мишенью для патогенов», — говорит она. «В следующий раз, когда вы пойдете за бананами, попробуйте разные сорта, которые могут быть доступны в вашем местном магазине специализированных продуктов».
Обсудим?
Смотрите также:
