Исследователи предоставили важную геномную информацию о смоляном пятне на кукурузе

Впервые о смоляной пятнистости сообщили в 2015 году, это новая болезнь кукурузы, которая быстро распространилась по Соединенным Штатам и Канаде, вызывая огромные потери урожая, которые оцениваются в 1,2 миллиарда долларов только в 2021 году. Смоляное пятно получило свое название из-за характерного симптома, напоминающего разбрызгивание «смолы» на листьях кукурузы, но на самом деле эти пятна представляют собой коричневые поражения, образованные грибковым патогеном Phylachora maydis.

Этот разрушительный патоген представляет собой сложную исследовательскую задачу, поскольку он не может выжить вне своего растения-хозяина; Поэтому в настоящее время известно мало информации о механизмах, которые способствуют циклу заболевания, включая образование спор, размножение и заражение растений.

Следовательно, исследователи стали полагаться на секвенирование генома, чтобы определить, какие гены присутствуют, и предсказать роль, которую они играют в развитии заболевания. Однако текущий проект генома в значительной степени неполный, и хотя гены присутствуют в грибе, они могут не экспрессироваться во время инфекции.

Чтобы решить эту проблему, недавнее исследование Джошуа Маккриди и Эмили Роггенкамп из лаборатории Мартина Чилверса в Университете штата Мичиган позволило получить высококачественный геном P. maydis и обеспечить первый глобальный анализ экспрессии генов инфекции, вызванной болезнью смолистых пятен. Исследование опубликовано в журнале Молекулярные взаимодействия между растениями и микробамиУстановлено, что гриб подвергается половому размножению в начале формирования поражения, а для этого необходимы две особи разного типа спаривания.

Это открытие важно, поскольку половое размножение позволяет грибам с большей генетической гибкостью развиваться, что приводит к появлению изолятов, которые более вирулентны или устойчивы к фунгицидам. Как и многие грибковые патогены, P. maydis использует секрецию белков, называемых эффекторами, для манипулирования и преодоления иммунитета растений.

В этом исследовании было выявлено более 100 эффекторов, многие из которых оказались уникальными для этого грибкового патогена и высоко экспрессируются во время инфекции, что позволяет предположить, что эти белки играют новую роль во время инфекции и требуют дальнейших исследований для определения их функции.

Геномный анализ и анализ экспрессии генов предоставляют ценный ресурс для других исследователей, изучающих смолистые пятна на кукурузе. «Это исследование закладывает основу для будущих исследований по изучению эффекторов, патогенеза и жизненного цикла этого патогена», — говорит Чилверс. Вооружившись лучшим пониманием этих грибов, эти исследователи стремятся внедрить улучшенные подходы к лечению этого влиятельного патогена.