Причину распространения мучнистой росы пшеницы во всем мире выяснили ученые
Распространение по всему миру одного из важнейших патогенов зерновой культуры является результатом деятельности человека, считают исследователи
Исследователи из Цюрихского университета проследили историю и распространение патогенного гриба Blumeria graminis, вызывающего мучнистую росу зерновых, вдоль торговых путей пшеницы и обнаружили, что смешение генетических предков родственных видов мучнистой росы сыграло центральную роль в эволюции и адаптации патогена. Об этом сообщает портал Рhys.org со ссылкой на статью в журнале Nature Communications.
Пшеница – одна из самых важных продовольственных культур, для которой представляет угроза мучнистая роса – грибная болезнь, резко снижающая урожайность.
Для предотвращения заражения в настоящее время инвестируются огромные средства на выведение устойчивых к мучнистой росе сортов, так как патоген не способен атаковать устойчивые растения. Однако, возбудитель мучнистой росы постоянно и быстро приспосабливается. Для понимания такой супер-способности патогена исторические данные имеют решающее значение: мучнистая роса так же стара, как и сама пшеница.
Исследовательской группе под руководством Томаса Викера и Бита Келлера из Университетской приоритетной программы исследований (URPP) «Эволюция в действии» в Цюрихском университете удалось раскрыть секрет успеха мучнистой росы пшеницы. Для этого ученые сравнили генетический состав 172 штаммов мучнистой росы из 13 стран на пяти континентах.
«С помощью наших анализов мы смогли доказать, что болезнь впервые появилась около 10 000 лет назад на Ближнем Востоке, который также является родиной сельского хозяйства и современной пшеницы, – рассказывает Александрос Георгиос Сотиропулос, доктор философии кафедры биологии растений и микробов. – В каменном и бронзовом веках сельское хозяйство распространилось в Европу и Азию. Возбудитель болезни также распространился в эти новые регионы через миграцию людей и торговлю около 300 лет назад».
Данные подтвердили то, что предполагалось ранее: по мере завоза пшеницы во все новые уголки Земли мучнистая роса заносилась с ней и попутно подвергалась гибридизации, т. е. генетически смешивалась с местными видами мучнистой росы и образовывала гибриды, которые лучше адаптированы к местным сельскохозяйственным условиям.
«Похоже, это причина быстрой эволюции патогенности возбудителя мучнистой росы, – объясняет Кентаро Симидзу, содиректор URPP. – Особенно яркий пример этого можно увидеть во многих американских сортах пшеницы, завезенных в Японию за последние 120 лет для скрещивания с традиционной восточноазиатской пшеницей. Мучнистая роса из США, которая также была завезена, гибридизировалась с местными штаммами японской мучнистой росы, и полученные гибриды успешно атаковали недавно выведенные сорта пшеницы».
Для изучения распространения мучнистой росы исследователи использовали теоретические анализы, изначально созданные для изучения эволюционной истории человечества. «Наша работа еще раз показывает, что сотрудничество между академическими дисциплинами и использование нетрадиционных методов для исследования сложных тем имеет большой потенциал и значение для современной селекции сельскохозяйственных культур», сказал Кентаро Симидзу.
