Undersøgelse afslører en masterregulator, der kontrollerer svampeinfektion i hvede

Svampen Zymoseptoria tritici forårsager Septoria tritici plet, den mest ødelæggende svampesygdom i hvede, der dyrkes i tempererede klimaer verden over. Denne sygdom reducerer hvedeudbyttet med 5-10 % om året, hvilket forårsager høsttab til en værdi af mellem tre fjerdedele og halvanden milliard euro i Frankrig, Tyskland og Storbritannien alene, og med yderligere en milliard euro, der bruges på kemisk bekæmpelse af svampen. Forskere fra University of Exeter opnåede et stort gennembrud i forståelsen af ​​molekylære mekanismer, der understøtter aggressiviteten af ​​dette patogen.

Et Exeter-hold, ledet af professor Gero Steinberg, brugte en tværfaglig tilgang til bedre at forstå dannelsen af ​​den planteinvasive form af patogenet. Dette såkaldte hyfestadium er, når svampen trænger ind i hvedebladene via naturlige åbninger, kaldet stomata, som åbner og lukker i henhold til de omgivende lysforhold. Ved at kombinere celle- og molekylærbiologiske teknikker, bioinformatik og plantepatologi afslørede holdet, at en kombination af moderate temperaturer og molekyler fra hvedebladet initierer dannelsen af ​​de planteinficerende invasive hyfer. En sådan ændring er ledsaget af "omprogrammering" af patogenet, så svampen forberedes til planteangreb.

Udviklingen af ​​et nyt og sofistikeret "molekylært værktøj" gjorde det muligt for forskerne at udføre en visuel genetisk skærm, der havde til formål at identificere de drivere, der omprogrammerer svampen til at danne invasive hyfer. Denne tilgang afslørede, ret overraskende, eksistensen af ​​en "masterregulator", kendt i andre organismer for at føle lys. Forskningen viste, at denne regulator opfatter de samme lysforhold, som åbner plantens stomata, og dermed initierer og synkroniserer fremkomsten af ​​den invasive hyfe, når planten er mest sårbar.

Opdagelsen af ​​en "masterregulator" for patogenicitet i hvedepatogenet Zymoseptoria tritici er yderst betydningsfuld; det udgør et afgørende mål for udviklingen af ​​nye kontrolstrategier mod Septoria tritici plet i hvede.

"Vores tværfaglige tilgang var rettet mod kernen af ​​patogenicitet af Septoria tritici pletsvampen. Efter at have identificeret den faktor, der kontrollerer dannelsen af ​​den invasive form af patogenet, giver det håb om at udvikle måder at beskytte vores hvedeafgrøder mod denne økonomisk vigtige sygdom," sagde Professor Gero Steinberg.

Professor Sarah J. Gurr, som var en del af Exeter-teamet bag denne opdagelse og har en lærestol i fødevaresikkerhed ved University of Exeter, siger, at "hvede dyrkes over mere landareal end nogen anden global afgrøde. Denne sygdom forårsager enorme tab af denne dyrebare kalorieafgrøde i tempererede dyrkningsområder. Denne forskning beskriver identifikation af et meget vigtigt mål i vores søgen efter at sikre global fødevaresikkerhed."

Artiklen er udgivet i Nature Communications . + Udforsk yderligere

Unikt resistensgen mod bladpletsygdom introduceret med succes i hvede