Дослідники з Rothamsted Research, які вивчають грибний патоген Fusarium graminearum, що має глобальне значення та є основною причиною фузаріозу колоса у дрібнозернових зернових культур, виявили, що мікотоксин дезоксиніваленол (DON, ДОН) відіграє вирішальну роль у поширенні інфекції.
ДОН, який відомий своїм забрудненням зерна пшениці і становить загрозу для безпеки харчових продуктів і кормів для тварин, полегшує грибу проникнення через клітинні стінки рослин через мікроскопічні канали, які називаються плазмодесмами.
Використовуючи передові методи біовізуалізації, дослідники показали, що ДОН дозволяє патогену проникати через ці клітинні шлюзи, що є необхідним процесом для широкомасштабної колонізації.
Коли дослідницька група видалила певний ген (TRI5), який кодує фермент, відповідальний за ключовий етап виробництва ДОН, поширення гриба було значно обмежене, обмежуючи інфекцію лише початково ураженим колосом.
Спроби відновити агресивне поширення гриба шляхом зовнішнього введення ДОН не увінчалися успіхом. Це свідчить про те, що секреція токсину строго регулюється всередині рослини і може безпосередньо впливати на плазмодесми.
Подальший аналіз показав, що, хоча інфекція не змінювала товщину клітинних стінок рослин, вона впливала на відкладення калози – вуглеводу, який блокує плазмодесми та заважає проникненню гриба.
При зовнішньому застосуванні ДОН відкладення калози збільшувалися, але за наявності грибних гіф ці відкладення зменшувалися, що підкреслює складну взаємодію між токсинами гриба та захистом рослин.
«Наше дослідження дає нове розуміння того, як Fusarium graminearum використовує біологію рослин для поширення у колосі пшениці, – говорить докторка Вікторія Армер, яка очолювала дослідження. – Це відкриває потенційні можливості для розробки стійких сортів сільськогосподарських культур або цільових стратегій боротьби з хворобами. Оскільки фузаріоз колоса загрожує світовому виробництву пшениці та безпеці харчових продуктів, розуміння цих мікроскопічних битв може стати ключем до захисту майбутніх врожаїв».
Rothamsted Research
