Dlaczego biała pleśń jest tak szeroko rozpowszechnionym patogenem?
Twardnica pasożytnicza (S. sclerotiorum) wywołująca białą pleśń atakuje bogaty wachlarz żywicieli obejmujący ponad 400 roślin warzywnych i nasiennych oraz innych gatunków uprawnych. Niewiele wiadomo o jej wirulencji, a jedynie bardzo mała grupa roślin wykształciła bardziej lub mniej skuteczne mechanizmy odporności na nią. Aby zapewnić uprawom ochronę przed wspomnianym patogenem grzybiczym, konieczne jest dogłębne zrozumienie jego sieci metabolicznej oraz procesów, które powodują u roślin wrażliwość na jego ataki. W ramach finansowanej z funduszy unijnych inicjatywy SEPARATE (Identification of Sclerotinia sclerotiorum effector proteins mediating virulence on Arabidopsis thaliana ecotypes) zbadano mechanizm inwazji twardnicy pasożytniczej pod kątem chemicznym i biologicznym, aby odkryć sekret jej wysokiej skuteczności. Wcześniejsze prace grupy badawczej umożliwiły zidentyfikowanie kandydujących białek efektorowych – związków odpowiedzialnych za spadek odporności roślin na ataki grzyba. Badania wykazały również zróżnicowany poziom odporności na twardnicę pasożytniczą u rzodkiewnika pospolitego (A. thaliana), co sugeruje, że zależy ona od określonych genów. Naukowcy zbadali różnorodność białek efektorowych twardnicy pasożytniczej wydzielanych w celu uszkodzenia organizmu gospodarza, jak również towarzyszące im metabolity. W tym celu zebrano dużą liczbę izolatów grzyba oraz sprawdzono ich agresywność wobec roślin z gatunku A. thaliana. Następnie zespół projektu SEPARATE wykorzystał dane zgromadzone dzięki tym eksperymentom, aby zidentyfikować w organizmie rzodkiewnika geny związane z odpornością. Na kolejnym etapie prac badacze opracowali nowe metody hodowli twardnicy pasożytniczej w warunkach laboratoryjnych oraz pomiaru jej wzrostu. Pomiary wzrostu kolonii posłużyły do prognozowania specyficznej aktywności metabolicznej w różnych warunkach. Dzięki przeprowadzonym badaniom odkryto, że we wspomnianym procesie grzyb S. sclerotiorum posługuje się szeroką gamą węglowodanów, oraz opisano ponad 280 wykorzystywanych przez niego związków. Wykonana analiza dowiodła, że dysponuje on zróżnicowanym zestawem substancji chemicznych, których używa podczas ataku na organizm gospodarza, co wyjaśnia, dlaczego może pasożytować na tak szerokim wachlarzu żywicieli. Osiągnięcia projektu otwierają nowe możliwości dla przyszłych badań nad mechanizmami działania twardnicy pasożytniczej. Wskazują one również nowe kierunki badań, które pozwolą zwiększyć odporność roślin uprawnych na ten powszechnie występujący patogen.
Słowa kluczowe
Biała pleśń, twardnica pasożytnicza, rośliny uprawne, SEPARATE, białka efektorowe, odporność na grzyby
