Специалисты Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (USDA-ARS) обнаружили ранее неизвестный механизм взаимодействия микроорганизмов, влияющий на развитие угловатой пятнистости фасоли. Данное заболевание, вызываемое грибком Pseudocercospora griseola, является одной из основных угроз для урожайности зернобобовых культур во всем мире. Исследование показало, что внутри грибкового патогена может существовать специфическая бактерия, способная сдерживать его агрессивность, что открывает новые перспективы для биологического контроля сельскохозяйственных вредителей и сокращения использования пестицидов.
Угловатая пятнистость фасоли остается критическим фактором для продовольственной безопасности многих стран, так как фасоль служит основным источником белка для миллионов людей. Патоген Pseudocercospora griseola отличается высокой генетической пластичностью и способностью быстро адаптироваться к новым сортам растений, что делает традиционные методы селекции на устойчивость менее эффективными. Группа ученых под руководством Лус М. Серрато–Диас проанализировала 48 изолятов грибка, собранных в Пуэрто–Рико, Гватемале, Гондурасе и Танзании, применив современные методы секвенирования ДНК.
Геномный анализ позволил уточнить структуру популяции патогена, подтвердив его разделение на две основные генетические группы: андскую и мезоамериканскую. При этом мезоамериканская группа была дополнительно классифицирована на три подгруппы в зависимости от географического происхождения. Исследователи установили, что локальные методы ведения сельского хозяйства и географическая изоляция играют ключевую роль в диверсификации грибковых популяций. Эксперименты по заражению различных сортов фасоли изолятами из Пуэрто–Рико выявили десять различных штаммов, при этом тяжесть заболевания не всегда напрямую зависела от уже известных генов вирулентности.
Наиболее значимым результатом работы стало обнаружение внутри нескольких изолятов грибка эндофитной бактерии Achromobacter xylosoxidans. Лабораторные тесты показали, что образцы патогена, содержащие эту бактерию, вызывали значительно менее выраженные симптомы болезни по сравнению с более вирулентными штаммами, где бактерия отсутствовала. Это первое документально подтвержденное свидетельство симбиоза между P. griseola и A. xylosoxidans. Дальнейшее изучение этого взаимодействия может позволить ученым использовать полезные микробы для естественного подавления патогенных свойств грибков.
Кроме того, в геноме возбудителя были обнаружены транспозоны – мобильные генетические элементы, способные перемещаться внутри хромосом. Наличие этих структур объясняет высокую скорость мутаций и адаптации грибка к факторам внешней среды и защитным механизмам растений. Понимание роли прыгающих генов и бактериального симбиоза необходимо для создания сортов фасоли с устойчивым иммунитетом. Результаты работы подчеркивают важность комплексного подхода к защите растений, сочетающего классическую патологию и передовую геномику для обеспечения стабильного производства продуктов питания.