Китайские ученые определили ключевой ген, отвечающий за жизнеспособность и патогенность грибка Botryosphaeria dothidea – возбудителя кольцевой гнили яблок. Это заболевание наносит серьезный ущерб садам в Китае, особенно посадкам популярного сорта «фудзи». Ситуацию осложняет то, что патоген вырабатывает устойчивость к распространенным фунгицидам.
Специалисты из Циндаоского сельскохозяйственного университета установили, что транскрипционный фактор BdAreA служит центральным регулятором для грибка. Он одновременно контролирует рост, размножение (образование спор), способность к заражению, а также обмен азота и защиту от стресса. Чтобы изучить его функции, исследователи вывели штамм грибка, у которого этот ген был отключен.
Эксперименты показали, что без гена BdAreA грибок практически теряет агрессивность. Он вызывал значительно меньшие поражения на плодах, листьях и ветвях яблони. Кроме того, мутантный штамм не мог формировать споры, с помощью которых болезнь распространяется. Он также оказался неспособен выживать в условиях нехватки питательных веществ, имитирующих среду внутри растения-хозяина.
Как выяснилось, BdAreA позволяет грибку противостоять защитным механизмам яблони. Мутантный штамм стал крайне уязвим к окислительному стрессу и фитоалексинам – антимикробным веществам, которые вырабатывает растение. Ген также управляет усвоением азота: без него грибок не может использовать нитраты в качестве источника питания, поскольку гены, отвечающие за их переработку, остаются неактивными.
Наиболее важным результатом исследования стало открытие связи между азотным обменом и основной сигнальной системой грибка, отвечающей за реакцию на стресс. Ученые впервые показали, что BdAreA регулирует активность ключевого белка BdHog1. Это доказывает, что пищевой статус патогена напрямую влияет на его способность адаптироваться к агрессивной среде внутри растения и вызывать заболевание.
Поскольку ген BdAreA контролирует сразу несколько критически важных для патогена функций, он становится перспективной мишенью для фунгицидов нового поколения. Препараты, нацеленные на этот ген, могут одновременно подавить рост, размножение и защитные системы грибка. Такой подход поможет создать более эффективные средства защиты растений на фоне растущей устойчивости возбудителя кольцевой гнили к существующим химикатам.