У одного из опасных врагов сельскохозяйственных растений обнаружилось слабое место. Международная команда биологов определила группу генов, благодаря которой грибок Verticillium dahliae способен повреждать листья и в конечном итоге губить зараженное растение. Эксперименты показали: если лишить патоген этого генетического механизма, его разрушительное действие резко ослабевает.
Verticillium dahliae представляет серьезную проблему для растениеводства. Этот почвенный гриб способен атаковать корневую систему более 350 видов растений. Среди его потенциальных жертв — виноград, оливковые деревья, хлопок и другие сельскохозяйственные культуры. После заражения нарушается нормальная работа сосудистой системы растения, появляются признаки увядания, а тяжелое поражение способно закончиться его гибелью.
Борьбу осложняет то, что привычная обработка фунгицидами далеко не всегда позволяет остановить уже развивающуюся инфекцию. Поэтому исследователи решили искать у возбудителя не внешнюю, а генетическую уязвимость.
Для этого специалисты из Китая и Европы сравнили геномы 14 вариантов V. dahliae. Одни из изученных штаммов отличались высокой агрессивностью, тогда как другие могли заселять ткани растений, не вызывая столь разрушительных последствий.
Сравнение позволило выделить примерно три десятка генов, характерных для наиболее опасных вариантов патогена. Особенно интересным оказалось их расположение: они находятся внутри крупного мобильного фрагмента ДНК, который исследователи образно сравнивают с «космическим кораблем». Подобные генетические элементы способны перемещаться и встречаются у разных патогенных грибов.
Обнаруженный комплекс получил название D-эффектор. Именно он оказался связан с производством белков, играющих ключевую роль в повреждении растений.
Насколько сильным может быть их действие, показал отдельный опыт с хлопком. Исследователям даже не понадобилось заражать растения самим грибком. После воздействия небольшого количества соответствующих белков ростки в течение 16 дней лишились более половины листьев.
Следующий эксперимент дал еще более важный результат. У агрессивных штаммов Verticillium dahliae исследователи отключили обнаруженный генетический комплекс, после чего проверили их действие на нескольких видах растений, включая оливковые деревья и табак.
Патоген по-прежнему мог взаимодействовать с растительными тканями, однако характерного тяжелого повреждения листьев ученые уже не наблюдали. Фактически грибок лишился одного из своих основных инструментов поражения хозяина.
Открытие пока не означает появления готового препарата для виноградников или других хозяйств. Однако найденная уязвимость дает исследователям конкретную мишень для разработки нового поколения средств защиты растений. Вместо попытки полностью уничтожить грибок такие препараты потенциально смогут блокировать работу генов или связанных с ними белков, отвечающих за наиболее тяжелые последствия инфекции.
Особенно перспективным такой подход может оказаться для многолетних культур, включая виноград и оливковые деревья, где потеря растения означает не только утрату урожая одного сезона, но и необходимость восстанавливать насаждения в течение нескольких лет.
