Хотя пшеница была одной из первых одомашненных продовольственных культур, она остается основным продуктом питания в мире несколько тысячелетий спустя. Пшеница, выращиваемая на всех континентах, кроме Антарктиды, является вторым по величине производимым зерном в мире. Ежегодно ее выращивается порядка 800 000 метрических тонн.
Тем не менее, грибной патоген Fusarium graminearum вызывает разрушительное заболевание фузариоз колоса (FHB) на пшенице и загрязняет зерна вредными токсинами, называемыми трихотеценами.
Один из таких трихотеценов - дезоксиниваленол (DON) - продуцируется большинством штаммов F. graminearum в Соединенных Штатах и является важным фактором вирулентности, который увеличивает распространение патогена в пшеничной зерновке. Этот мощный гриб угрожает экономической безопасности миллионов людей и продовольственной безопасности еще миллиардов.
В настоящее время не существует известных сортов пшеницы (или ячменя), которые могли бы полностью противостоять фузариозу, что побуждает к постоянным исследованиям факторов вирулентности FHB.
Недавние исследования выявили популяцию F. graminearum, которая продуцирует новый токсин NX, с несколько иной химической структурой, чем токсин DON. Гуйся Хао и его коллеги из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США исследовали, способствуют ли трихотецены NX развитию фузариоза колоса на пшенице, как DON.
Результаты их исследования, опубликованные в журнале Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI), показывают, что трихотецены NX играют важную роль в начальной стадии инфекции F. graminearum, а также в ее распространении.
Удалив первый ген биосинтеза трихотецена, TRI5, из штаммов, представляющих трихотецены DON и трихотецены NX, исследователи смогли оценить тяжесть FHB на восприимчивых семенах пшеницы, инокулированных этими родительскими штаммами.
Оценка и дальнейшее тестирование показали большее количество токсина, продуцируемого штаммом NX, в отличие от штамма DON. Данное открытие доказало, что токсин NX усиливает патогенную инфекцию.
Ученые отметили, что данное открытие - первый в истории случай, когда исследователям удалось обнаружить, что микотоксины играют роль в усилении как патогенной инфекции, так и распространения болезней в пшеничных колосьях.
Это новое открытие особенно интересно, поскольку оно может быть использовано для защиты количества и качества зерновых культур.