Нила Иваненко 
Печальная новость для любителей бананов: вскоре они могут напрочь исчезнуть с полок супермаркетов. В этом виновата болезнь Fusarium wilt of banana (FWB), блокирующая приток питательных веществ к плодам и заставляющая их увядать. Вызывает FWB грибковый патоген с очень длинным названием: Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc) tropical race 4 (TR4). Сокращенно - Foc TR4.
Международная команда ученых под руководством Массачусетского университета в Амхерсте предположила, что этот патоген уничтожил несколько урожаев коммерческих банановых культур в 1950-х годах. Тогда вид бананов Гро-Мишель попал в категорию функционально вымерших.
Исследование команды выявило молекулярные механизмы, лежащие в основе патогена, который убивает бананы. И это открыло ученым двери к новым методам лечения и стратегий борьбы с Foc TR4.
Ключевой ориентир - изучение генома
"Этот патоген может заражать более 100 различных видов растения", - рассказала изданию Popular Science Ли-Джун Ма, молекулярный биолог и соавтор исследования. По ее словам, болезнь сейчас уничтожает бананы сорта Кавендиш. Это - самые популярные и самые доступные в мире бананы. Когда грибок попадает на банановое поле, его невозможно искоренить. Это может сделать практически невозможным будущее производство бананов сорта Кавендиш.
Ученые решили досконально изучить геном Fusarium oxysporum и способы его изменения. По словам госпожи Ма, этот геном можно разделить на две части: основной и дополнительный. Основной геном выполняет все основные функции поддержки жизнедеятельности. А дополнительный может свободно варьироваться от штамма к штамму и выполнять специализированные функции, в частности заражать определенное растение.
Понимание того, как патоген и его геном работают на молекулярном уровне, имеет ключевое значение для разработки способов борьбы с ним и предотвращения вымирания большего количества видов бананов.
О чем узнали исследователи
Итак, выведение сорта Кавендиш стало в свое время ответом на вымирание бананов сорта Гро-Мишель. В течение нескольких десятилетий Кавендиш заявлял о себе как о востребованном и устойчивом к болезням сорте. Как вдруг в 1990-х годах произошла очередная вспышка увядания бананов, распространившаяся из Юго-Восточной Азии в Центральную Америку.
В течение последнего десятилетия команда госпожи Ма изучала геном TR4 в контексте новой вспышки увядания бананов сорта Кавендиш. Она обнаружила, что причина вспышки не кроется в том самом штамме, который уничтожил урожай в 1950-х годах.
"Геном TR4 содержит некоторые вспомогательные гены, связанные с выработкой оксида азота, который, по-видимому, является ключевым фактором вирулентности TR4", - предположили ученые.
Загадочный и вредный газ
В своей работе госпожа Ма и ее соавторы из научных учреждений США, Китая и Южной Африки секвенировали и сравнили 36 различных штаммов Foc со всего мира. Среди этих штаммов были и те, что уничтожили бананы Гро-Мишель. Анализ показал, что Foc TR4, который отвечает за текущую вспышку увядания бананов, использует некоторые вспомогательные гены для производства и детоксикации грибкового оксида азота.
"Мы обнаружили в геноме TR4 вспомогательные последовательности, которые способствуют его вирулентности, в частности выработке вредного газа - оксида азота, что облегчает вторжение в хозяина", - заявила г-жа Ма.
Ее команда до сих пор не знает, как именно этот газ способствует заражению бананов сорта Кавендиш. Однако ученым удалось определить, что вирулентность Foc TR4 значительно снижается, если устранить два гена, которые контролируют выработку оксида азота.
В своих будущих исследованиях команда постарается лучше понять, как грибок может производить такой вредный газ, не причиняя себе ущерб.
Исследователи также отметили, что повсеместное выращивание одного сорта любой культуры, которое также называется монокультурным сельскохозяйственным производством, создает питательную среду для развития патогенов. "Чтобы повысить спрос на разнообразные бананы на рынке, стоит каждый раз намеренно выбирать на полке разные сорта", - посоветовали ученые.
Результаты работы опубликовал журнал Nature Microbiology.
Фото: pexels.com
