Ніла Іваненко 
Сумна новина для любителів бананів: незабаром вони можуть геть зникнути з полиць супермаркетів. У цьому винна хвороба Fusarium wilt of banana (FWB), що блокує приплив поживних речовин до плодів і змушує їх в’янути. Спричиняє FWB грибковий патоген із дуже довгою назвою: Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc) tropical race 4 (TR4). Скорочено – Foc TR4.
Міжнародна команда науковців під орудою Массачусетського університету в Амхерсті припустила, що цей патоген знищив кілька врожаїв комерційних бананових культур в 1950-х роках. Тоді вид бананів Гро-Мішель потрапив до категорії функціонально вимерлих.
Дослідження команди виявило молекулярні механізми, що лежать в основі патогену, який вбиває банани. І це відчинило науковцям двері до нових методів лікування та стратегій боротьби з Foc TR4.
Ключовий орієнтир – вивчення геному
«Цей патоген може заражати більш як 100 різних видів рослин», – розповіла виданню Popular Science Лі-Джун Ма, молекулярна біологиня та співавторка дослідження. За її словами, хвороба нині знищує банани сорту Кавендіш. Це – найпопулярніші та найдоступніші у світі банани. Коли грибок потрапляє на бананове поле, його неможливо викоренити. Це може зробити практично неможливим майбутнє виробництво бананів сорту Кавендіш.
Науковці вирішили досконало вивчити геном Fusarium oxysporum та способи його зміни. За словами пані Ма, цей геном можна поділити на дві частини: основний та додатковий. Основний геном виконує всі основні функції підтримки життєдіяльності. А додатковий може вільно варіюватися від штаму до штаму та виконувати спеціалізовані функції, зокрема заражати певну рослину.
Розуміння того, як патоген та його геном працюють на молекулярному рівні, має ключове значення для розробки способів боротьби з ним та запобігання вимиранню більшої кількості видів бананів.
Про що дізналися дослідники
Отже, виведення сорту Кавендіш стало свого часу відповіддю на вимирання бананів сорту Гро-Мішель. Упродовж кількох десятиліть Кавендіш заявляв про себе як про затребуваний та стійкий до хвороб сорт. Як раптом в 1990-х роках стався черговий спалах в’янення бананів, що поширився з Південно-Східної Азії до Центральної Америки.
Протягом останнього десятиліття команда пані Ма вивчала геном TR4 в контексті нового спалаху в’янення бананів сорту Кавендіш. Вона виявила, що причина спалаху не криється в тому самому штамі, який знищив урожай у 1950-х роках.
«Геном TR4 містить деякі допоміжні гени, що пов’язані з виробленням оксиду азоту, який, мабуть, є ключовим фактором вірулентності TR4», – припустили науковці.
Загадковий та шкідливий газ
У своїй роботі пані Ма та її співавтори з наукових установ США, Китаю та Південної Африки секвенували та порівняли 36 різних штамів Foc з усього світу. Серед цих штамів були й ті, що знищили банани Гро-Мішель. Аналіз показав, що Foc TR4, який відповідає за поточний спалах в’янення бананів, використовує деякі допоміжні гени для виробництва та детоксикації грибкового оксиду азоту.
«Ми виявили в геномі TR4 допоміжні послідовності, які сприяють його вірулентності, зокрема виробленню шкідливого газу – оксиду азоту, що полегшує вторгнення в господаря», – заявила пані Ма.
Її команда досі не знає, як саме цей газ сприяє зараженню бананів сорту Кавендіш. Однак ученим вдалося визначити, що вірулентність Foc TR4 значно знижується, якщо усунути два гени, які контролюють вироблення оксиду азоту.
У своїх майбутніх дослідженнях команда намагатиметься краще зрозуміти, як грибок може виробляти такий шкідливий газ, не завдаючи собі шкоди.
Дослідники також зауважили, що повсюдне вирощування одного сорту будь-якої культури, яке також називається монокультурним сільськогосподарським виробництвом, створює живильне середовище для розвитку патогенів. «Щоб підвищити попит на різноманітні банани на ринку, варто щоразу навмисно вибирати на полиці різні сорти», – порадили вчені.
Результати роботи опублікував журнал Nature Microbiology.
Фото: pexels.com
