alexpashkov (alexpashkov) wrote,
alexpashkov
alexpashkov

Category:

Ученые помогут защитить сельскохозяйственные культуры от вредоносных грибов



Группа исследователей Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, Санкт-Петербургского государственного университета и Федерального научного центра лубяных культур впервые в мире расшифровала геном гриба Fusarium oxysporum f.sp.lini. Этот паразит атакует лен, а также является близким родственником гриба, вызывающего «панамскую болезнь» у бананов, которая за последние 70 лет полностью уничтожила несколько сортов. Новые данные помогут понять, как защитить лен от «бананового» сценария, а в перспективе – избавить от вредоносного гриба и другие сельскохозяйственные культуры. Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Plant-Microbe Interactions.

Фузариоз – заболевание растений, с которым хорошо знаком любой фермер: различные виды грибов из рода Fusarium, а известно их больше 120, способны поражать томаты, огурцы, дыню, капусту, горох, кукурузу, ячмень, пшеницу и множество других культур. Одна из самых известных проблем, которую вызывают эти паразиты, называется «панамская болезнь»: с ее вспышками на банановых плантациях люди борются еще с 1950-х годов. В редких случаях представители рода Fusarium могут даже атаковать человека, если у него заметно ослаблен иммунитет. Кроме того, эти грибы массово поражают лен – главную текстильную и одну из важнейших масличных культур России.

«К сожалению, поливать химикатами зараженное растение практически бесполезно, потому что гриб живет внутри него и в почве, а его споры могут сохраняться очень долго. Мировое сообщество считает, что правильный подход – это выведение устойчивых сортов, – рассказала профессор Центра геномной биоинформатики имени Ф. Г. Добржанского СПбГУ Анастасия САМСОНОВА. – Эволюция не стоит на месте, и между паразитом и хозяином постоянно происходит генетическая “гонка вооружений”: в определенный момент сорта, которые сегодня используются в промышленности, могут перестать быть устойчивыми, и их станет невыгодно выращивать. Поэтому неизбежно возникнет спрос на новые сорта, которые к этому моменту уже должны быть выведены».

Вот почему, объясняют ученые СПбГУ, важно изучать гены сельскохозяйственных растений, а также их вредителей. Вместе с коллегами из Политехнического университета (лаборатория математической биологии и биоинформатики) и Федерального научного центра лубяных культур они впервые смогли расшифровать геном гриба Fusarium oxysporum f.sp. lini, который является причиной самой распространенной болезни льна – фузариозной гнили. Более того, подчеркивают биоинформатики, геном, включающий около 14 тысяч генов, удалось собрать по хромосомам – это необходимо для дальнейших исследований в контексте эволюции.

Мария САМСОНОВА, заведующая лабораторией «Математическая биология и биоинформатика» Санкт-Петербургского политехнического университета отмечает: «Использование современных омиксных технологий в сочетании с биоинформатикой позволит пролить свет на механизмы взаимодействия патогена с растением и благодаря этому сократить время получения устойчивых сортов».

«В геноме этого гриба есть две части: одна – более-менее постоянная и стабильная, практически одинаковая у разных видов рода Fusarium, другая – меняется от гриба к грибу: например, у вредителей банана она одна, у вредителей помидоров – другая, – поясняет профессор Центра геномной биоинформатики имени Ф. Г. Добржанского СПбГУ Александр КАНАПИН. – Тот факт, что мы смогли собрать хромосомы, – это очень большой шаг вперед с точки зрения понимания его эволюции и приспособления к конкретному хозяину».

Следующий шаг исследователей – сравнить геном льняного паразита с известными геномами паразитических грибов из этого же рода, но поражающих другие растения. Ученые попытаются найти генетическую причину того, почему одному штамму больше нравится атаковать дыни, а другому – помидоры. Это позволит выяснить конкретные биохимические механизмы адаптации паразита и, что самое важное, найти гены, которые за них отвечают. Если это удастся, то с помощью технологий редактирования генома можно будет создать новый сорт льна, устойчивый к фузариозу.

По мнению Марии САМСОНОВОЙ, другим важным направлением является изучение коллекции устойчивых и восприимчивых сортов льна Центра лубяных культур. Фузариоз – это системное заболевание, включающее быстрый ответ растения на инфекцию и без детального понимания механизмов такого ответа паразит всегда будет опережать селекционеров в «гонке вооружений».

«Методы, которые мы сегодня развиваем и совершенствуем в процессе работы с грибами, могут быть использованы и для других аналогичных проектов, связанных с растениями, – продолжает Александр КАНАПИН. – Аналогичным образом мы можем проанализировать паразитов, к примеру, пшеницы или томатов и понять, как лучше выводить устойчивые сорта. Главная идея нашего Центра геномной биоинформатики – разрабатывать аналитические и инфраструктурные решения, которые будут использоваться снова и снова для реализации не только фундаментальных, но и практических задач».

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда № 19-16-00030.


Подписывайтесь на «КарауловLIFE» в социальных сетях!

Tags: Санкт-Петербург, Университет, Ученые
Subscribe

promo alexpashkov апрель 3, 2020 10:00 13
Buy for 10 tokens
В наиболее пострадавшей от эпидемии Ломбардии, где сейчас работают медики-добровольцы, российские специалисты выявили несколько необычных случаев смерти от COVID-19. Только за одни сутки в пансионате города Громо несколько пациентов с бессимптомным течением заболевания просто умерли во сне. За…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments