Семена рапса, которые покрывают поля фермы ярко-желтыми цветами, словно пушистое золотое одеяло, являются основными ингредиентами нашего домашнего кулинарного продукта – рапсового масла. Помимо использования в качестве растительного масла, растения также являются важной культурой для производства кормов для животных и биодизеля во всем мире.
Тем не менее, рапсовые фермы несут значительные убытки от грибкового патогена Sclerotinia sclerotiorum, который вызывает гниль стебля, поражения и убивает растения в течение нескольких дней после заражения.
«Выявленный нами вирус может превратить грибок из смертоносного патогена в различных растениях в эндофитный гриб, такой как нежная овца, и защитить эти растения», – говорит старший автор Даохун Цзян, профессор Сельскохозяйственного университета Хуачжун в Китае. Эндофитные организмы живут в растении по крайней мере часть его жизненного цикла, не вызывая болезней, поддерживая симбиотические отношения. «Исследование важно, потому что мы знаем, что у растений есть эндофитный гриб, но откуда он взялся??
Грибковый вирус мог сыграть роль в эволюции этих грибов, и это то, что мы можем изучить в будущем."
При заражении миковирусом опасный для семян рапса гриб теряет свою вирулентность. Вместо того, чтобы убить растение, зараженный вирусом гриб мирно живет внутри растения и даже приносит некоторые преимущества.
Цзян и его коллеги заразили семена рапса путем инокуляции семян инфицированными вирусом фрагментами грибов и наблюдали усиление иммунной системы растений, увеличение веса на 18% и рост корней. Эти растения не только становились больше и сильнее, но и могли противостоять другим болезням.
«Грибковый вирус может быть полезен для гриба, потому что теперь гриб распознает растение как« дом », а не убивает его», – говорит Цзян. "Вирус превратил врага в друга."
На полях рапса инфицированные грибком фрагменты также подавляли стеблевую гниль, стимулировали рост растений и повышали урожай семян на 6%.9–14.9 процентов. Зараженные вирусами грибковые патогены становятся новым способом борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур за счет снижения вирулентности смертельных патогенов. Более того, исследователи обнаружили, что грибковый вирус может быстро и эффективно передаваться другим грибковым патогенам по всему полю, что является идеальным признаком для разработки «растительных вакцин»."
«Если вы обработаете семена грибком, инфицированным вирусом, грибок будет расти вместе с растением на протяжении всей его жизни», – говорит Цзян. «Так же, как мы вакцинировали наших детей, когда они родились, защита длится всю жизнь."
Цзян отметил, что грибковые патогены – это тема, которую ученые не смогли контролировать в сельскохозяйственных условиях. В настоящее время не существует растений с устойчивостью к грибковым патогенам для этих патогенов, которые атакуют самые разные растения. Грибы вызывают более 80 процентов болезней сельскохозяйственных культур и ежегодно уничтожают одну треть всех продовольственных культур, вызывая экономические потери и влияя на глобальную бедность.
"Это грибковое заболевание также распространено в Соединенных Штатах.
Помимо семян рапса, гриб поражает также подсолнечник, бобы и другие культуры », – говорит Цзян. "Наш метод профилактики и исследовательская идея могут принести пользу многим другим, занимающимся аналогичной работой, и принести пользу сельскохозяйственному производству. У него много возможностей."
Работа выполнена при финансовой поддержке Национального научного фонда Китая, Национальной программы ключевых исследований и разработок и Китайской системы сельскохозяйственных исследований.