Unijni naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie genomu choroby grzybowej
Naukowcy, których prace są finansowane ze środków unijnych, przeprowadzili sekwencjonowanie genomu powszechnej choroby grzybowej, która atakuje rozmaite zboża, w tym jęczmień. Badania, których wyniki zostały zaprezentowane w czasopiśmie Science, mogą pomóc w pogłębieniu naszej wiedzy na temat ewolucji roślin. Zostały częściowo dofinansowane z projektu BIOEXPLOIT (Wykorzystywanie naturalnej bioróżnorodności roślin do produkcji żywności wolnej od pestycydów), który otrzymał niemal 16 mln EUR z tematu "Jakość i bezpieczeństwo żywności" Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE. Naukowcy pracujący pod kierunkiem Imperial College w Londynie w Wlk. Brytanii twierdzą, że wyniki ich badań rzucają światło na sposób, w jaki pasożyty w genomie grzyba ułatwiają adaptację choroby i jej walkę z mechanizmami obronnymi rośliny. Dodają, że istnieje możliwość opracowania nowych technik upraw, które ułatwią zapanowanie nad infekcjami i utrzymanie zbóż w zdrowiu. Możliwość utrzymania roślin w zdrowiu stanowi również potężny krok w kierunku zapewnienia żywności na naszej planecie. Zespół odkodował genom Blumeria, który wywołuje mączniaka zbożowego jęczmienia. Mączniak atakuje wiele zbóż, owoców i warzyw w Europie. Rośliny, które padają jego ofiarami pokrywają się mącznymi, białymi plamami, które rozprzestrzeniają się na liście i łodygi. Uprawy nie mogą przez to dawać plonów, co z kolei wpływa na ogólną wydajność rolnictwa. Rolnicy stosują kilka metod, aby zapobiegać pojawieniu się mączniaka: fungicydy, płodozmian i odmiany odporne genetycznie. Problem jednak w tym, że grzyb ewoluuje zdecydowanie za szybko, aby te techniki były skuteczne. Mączniak ewoluuje szybko, ponieważ wiele pasożytów w genomie, tak zwanych transpozonów, pomaga mu ukryć się i działać bez wywoływania alarmu. Roślina jest "zdezorientowana", ponieważ docelowe molekuły wykorzystywane przez nią do wykrywania początku choroby zostają zmienione. Zespól twierdzi, że odkrył liczne i duże transpozony w genomie Blumeria. "To było ogromne zaskoczenie - mówi dr Pietro D. Spanu z Wydziału Nauk Przyrodniczych Imperial College w Londynie , naczelny autor raportu z badań - jako że genom zazwyczaj stara się utrzymać swoje transpozony pod kontrolą. Ale w przypadku tych genomów jedna z kontroli została zniesiona. Sądzimy, że posiadanie tych pasożytów może stanowić w ich przypadku przewagę adaptacyjną, gdyż umożliwia patogenom szybszą reakcję na ewolucję rośliny i pokonanie jej układu immunologicznego." Wyniki badań dadzą naukowcom bodziec, jakiego potrzebują do opracowania nowych fungicydów i odpornych zbóż, przede wszystkim dlatego, że rzucają światło na sposób szybkiej adaptacji mączniaka. "Dzięki tej wiedzy na temat genomu możemy teraz szybko ustalić, które geny uległy mutacji i na tej podstawie wyselekcjonować odmiany roślin o wyższej odporności" - wyjaśnia dr Spanu. Zdaniem zespołu możliwe jest również monitorowanie rozprzestrzeniania się i ewoluowania odporności na fungicydy w pojawiającej się epidemii. "Będziemy w stanie opracować znacznie skuteczniejsze sposoby monitorowania i rozpoznawania pojawiającej się odporności, co ostatecznie przełoży się na opracowanie skuteczniejszych i trwalszych metod kontroli" - dodaje dr Spanu. Naukowcy twierdzą, że patogeny mączniaka są typem pasożyta "przymuszonego", co oznacza, że nie mogą żyć swobodnie w glebie i potrzebują roślin gospodarzy, które zapewniają im przetrwanie. To uzależnienie zmusiło patogeny do znalezienia sposobu na ukrycie się i wyłączenie mechanizmów obronnych rośliny. "Odkryliśmy teraz, że dzieje się tak w przypadku wielu grzybów i organizmów grzybopodobnych, które są patogenami przymuszonymi" - mówi dr Spanu, dodając że kosztowna rozbudowa genomu może być zatem kompromisem zapewniającym tym patogenom przetrwanie. "Nieprzymuszone patogeny nie są tak uzależnione od swoich gospodarzy, ponieważ mogą żyć gdzie indziej, a zatem w mniejszym stopniu polegają na szybkiej ewolucji." Wkład w badania wnieśli naukowcy z Francji i Niemiec.
Kraje
Niemcy, Francja, Zjednoczone Królestwo