Исследователи Службы сельскохозяйственных исследований США (ARS) совершили важный прорыв в борьбе с фузариумом. Фузарий является основным заболеванием, затрагивающим пшеницу и другие зерновые культуры в Соединенных Штатах, что серьезно угрожает сельскохозяйственному производству и продовольственной безопасности.

Fusarium colossus, также известная как Fusarium colossus, очень легко свирепствует во влажной и высокотемпературной среде. Болезнь, вызванная Fusarium graminearum, ежегодно стоит более 1 миллиарда долларов в производстве пшеницы и ячменя в Соединенных Штатах. Кроме того, производимые им микотоксины могут загрязнить зерна сельскохозяйственных культур, ограничить продажу и даже сделать культуру непригодной для употребления в пищу или корма.

Исследовательская группа, возглавляемая ARS, может найти способ изменить ситуацию и, как ожидается, свести к минимуму угрозу, которую болезнь представляет для здоровья потребителей, прибыли фермеров и экспортного рынка пшеницы США стоимостью 5,94 миллиарда долларов.

Результаты исследования команды были опубликованы в журнале « Молекулярное взаимодействие растения-микроорганизма», и ядро сосредоточено на ключевой молекуле, естественным образом вырабатываемой грибами, — FgTPP1. Руководитель команды Мэттью Хелм (Matthew Helm), исследователь молекулярного биолога из исследовательского отдела ARS по растениеводству и борьбе с вредителями в Западном Лафайете, штат Индиана, объяснил, что молекула помогает грибкам отключить или ослабить защиту растений, позволяя им расти в других частях растения. FgTPP1 является одной из сотен молекул, вырабатываемых Fusarium, которая помогает ему заражать растения пшеницы и провоцировать паршу Fusarium, а также вырабатывается другими патогенными видами Fusarium, подчеркивая ее важную роль.

Для углубленного исследования команда Хельма использовала стандартную процедуру и « удалила » ген FgTPP1 из грибов. В лаборатории они заразили колосья пшеницы двух групп восприимчивых сортов яровой пшеницы генетически делеционными грибками и генетически неповрежденными грибками. Результаты показали, что заболеваемость колосьями пшеницы, подвергшимися воздействию генетически удаленных грибов, составляла от 18% до 27%, в то время как заболеваемость колосьями пшеницы, подвергшимися воздействию целых грибов, составляла 50%, причем первый был значительно лучше, чем второй.

Исследования подтвердили, что во время инфекции грибы используют FgTPP1 для ингибирования защитных ответов растений, которые, в свою очередь, растут и вызывают загрязнение колосьев Fusarium. В настоящее время команда Хельма изучает, какие белки в пшенице являются важными мишенями для FgTPP1 и может ли удаление этих белков замедлить распространение грибов на другие части растения. Хельм подчеркнул, что ключ заключается в том, чтобы избежать вреда растениям из-за удаления необходимых им белков.

Результаты этого исследования помогут коммерчески выращиваемой пшенице естественным образом противостоять болезни колосьев Fusarium и предотвратить попадание токсинов в зерно, которое в конечном итоге используется для потребления и животноводства По словам Хельма, инвестиции и изучение таких новых методов добавят американским фермерам новые инструменты в борьбу с фузариумом пшеницы и даже ячменя.