31 марта 2026
Ученые обнаружили неожиданную микробную взаимосвязь, которая может помочь объяснить различия в тяжести серьезного заболевания, поражающего обыкновенную фасоль. Это открытие проливает свет на эволюцию патогена и может указать на новые стратегии выведения устойчивых к болезням культур и снижения зависимости от химических пестицидов.
Угловая пятнистость листьев, вызываемая грибом Pseudocercospora griseola, является разрушительным заболеванием фасоли обыкновенной во всем мире. Патоген известен своей изменчивостью и способностью эволюционировать параллельно с растением-хозяином, что делает борьбу с болезнью особенно сложной задачей.
В исследовании, проведенном под руководством Луз М. Серрато-Диас из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (USDA-ARS) на Тропической сельскохозяйственной исследовательской станции в Маягуэсе, Пуэрто-Рико, исследователи проанализировали 48 изолятов P. griseola, собранных в Пуэрто-Рико, Гватемале, Гондурасе и Танзании. Используя метод секвенирования ДНК под названием 3RADseq, команда изучила генетические различия между изолятами гриба, чтобы лучше понять, как патоген эволюционирует и распространяется в разных регионах. Результаты исследования опубликованы в журнале Phytopathology .
«Это исследование подчеркивает сложные скрытые взаимосвязи между микроорганизмами и показывает, как ДНК-технологии могут способствовать обеспечению глобальной продовольственной безопасности в контексте развития болезней растений», — сказала Серрато-Диас.
Генетический анализ подтвердил ранее полученные данные о разделении популяции патогена на две основные группы: андскую и среднеамериканскую. Среднеамериканская группа, в свою очередь, подразделяется на три ранее неизвестные субпопуляции, соответствующие изолятам из Гватемалы и Гондураса, Танзании и Пуэрто-Рико. Полученные результаты подчеркивают, как географическая изоляция и местные методы ведения сельского хозяйства могут влиять на генетическое разнообразие патогенов растений.
Исследователи также провели тесты на патогенность, заразив 12 различных сортов фасоли обыкновенной грибными изолятами из Пуэрто-Рико. В результате этих тестов было выявлено 10 различных штаммов гриба, что отражает способность патогена различаться по степени агрессивности. Однако наблюдаемые различия в тяжести заболевания не были связаны с известными генами вирулентности, выявленными в ходе генетического анализа.
Одним из самых неожиданных открытий исследования стало присутствие ДНК эндофитной бактерии Achromobacter xylosoxidans в нескольких изолятах гриба. Эта бактерия была обнаружена в семи изолятах, вызывавших легкие симптомы заболевания; высоковирулентные изоляты не содержали этой бактерии, что позволяет предположить, что она может влиять на тяжесть заболевания. Эти результаты представляют собой первое сообщение о потенциальной симбиотической связи между P. griseola и этим видом бактерий. В случае подтверждения это взаимодействие может открыть новые возможности для биологического контроля с использованием полезных микроорганизмов для естественного подавления болезней растений.
В ходе исследования также были выявлены транспозабельные элементы, иногда называемые «прыгающими генами», в геноме гриба. Эти генетические элементы-участки ДНК, способные перемещаться (транспозиция) и размножаться внутри генома, составляя значительную его часть, могут помочь патогену быстро адаптироваться к новым условиям окружающей среды и растениям-хозяевам, что усугубляет и без того сложную задачу борьбы с угловатой пятнистостью листьев.
Понимание генетического разнообразия и эволюционной динамики P. griseola имеет важное значение для разработки устойчивой к болезням фасоли обыкновенной, одной из важнейших продовольственных культур в мире. Исследователи отмечают, что необходимы дальнейшие исследования взаимодействия бактерии, гриба и растения-хозяина, а также того, как эти взаимоотношения влияют на развитие болезни.
Источник: American Phytopathological Society.
