Вирус превращает грибковый патоген из врага в друга растений
Исследователи обнаружили, что грибковый вирус (также называемый миковирусом) может превращать смертоносные грибковые патогены в полезные грибы на растениях рапса. После трансформации гриб укрепляет иммунную систему растения, делая его более здоровым и устойчивым к болезням. Эти результаты, опубликованные 29 сентября в журнале Molecular Plant , показывают, что некоторые грибковые вирусы могут быть использованы для разработки «вакцин для растений», чтобы улучшить здоровье сельскохозяйственных культур и повысить их урожайность.
Семена рапса, которые покрывают поля фермы ярко-желтыми цветами, словно пушистое золотое одеяло, являются основными ингредиентами нашего домашнего кулинарии — масла канолы. Помимо использования в качестве растительного масла, растения также являются важной культурой для производства кормов для животных и биодизеля во всем мире. Однако хозяйства, выращивающие рапс, несут значительные потери из-за грибкового патогена Sclerotinia sclerotiorum, который вызывает гниль стебля, поражения и убивает растения в течение нескольких дней после заражения.
«Выявленный нами вирус может превратить грибок из смертоносного патогена в различных растениях в эндофитный гриб, нежный как овечка, и защитить эти растения», — говорит старший автор исследования Даохун Цзян, профессор сельскохозяйственного университета Хуачжун в Китае. «Эндофитные организмы живут внутри растения, по крайней мере, часть его жизненного цикла, не вызывая заболеваний, поддерживая симбиотические отношения. Исследование важно, потому что мы знаем, что у растений есть эндофитный гриб, но откуда он взялся? Грибковый вирус мог сыграть роль в эволюции этих грибов, и это то, что мы можем изучить в будущем».
При заражении миковирусом опасный для семян рапса гриб теряет свою вирулентность. Вместо того, чтобы убить, зараженный вирусом гриб мирно живет внутри растения и даже приносит некоторые преимущества. Цзян и его коллеги заразили семена рапса, инокулируя семена инфицированными вирусом фрагментами грибов, и наблюдали повышение иммунной системы растений, увеличение веса на 18 процентов и рост корней. Эти растения не только становились больше и сильнее, но и могли противостоять другим болезням.
«Грибковый вирус может быть полезным для грибка, потому что теперь гриб распознает растение как «дом» и не убивает его», — говорит Цзян. «Вирус превратил друга в врага».
На полях рапса инфицированные грибком фрагменты также подавляли гниль стебля, стимулировали рост растений и повышали урожай семян на 6,9–14,9 процента. Зараженные вирусами грибковые патогены становятся новым способом борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур за счет снижения вирулентности смертельных патогенов. Более того, исследователи обнаружили, что грибковый вирус может быстро и эффективно передаваться другим грибковым патогенам по всему полю, что является идеальным признаком для разработки «вакцин для растений».
«Если обработать семена грибком, инфицированным вирусом, грибок будет расти вместе с растением на протяжении всей его жизни», — говорит Цзян. «Так же, как мы вакцинировали наших детей, когда они родились, защита длится всю жизнь».
Цзян отметил, что грибковые патогены — это тема, которую ученые не смогли контролировать в сельскохозяйственных условиях. В настоящее время не существует растений с устойчивостью к грибковым патогенам этих патогенов, которые атакуют самые разные растения. Грибки вызывают более 80 процентов болезней сельскохозяйственных культур и ежегодно уничтожают одну треть всех продовольственных культур, вызывая экономические потери и сказываясь на глобальной бедности.
«Это грибковое заболевание также распространено в Соединенных Штатах. Помимо семян рапса, гриб также поражает подсолнечник, бобы и другие культуры», — говорит Цзян. «Наш метод профилактики и исследовательская идея могут принести пользу многим другим, занимающимся аналогичной работой, и принести пользу сельскохозяйственному производству. У этого есть большой потенциал».
Источник: CELL PRESS
