Секвенирование генома надоедливого патогена тыквы

Производители тыквы опасаются крошечных коричневых корочек, которые образуются на их плодах, каждое поражение является явным признаком бактериальной пятнистой болезни. Пятнышки не просто портят мякоть плода, они служат точками входа для вызывающих гниение грибков и других патогенов, которые могут уничтожить тыкву и другие тыквы изнутри. В любом случае, фермеры платят цену, а на рынке снижается на 90%.


Несмотря на тяжесть заболевания, ученые мало что знают о генетике возбудителя, его вызывающего; почти вся молекулярная информация, необходимая для точного диагностического тестирования и целевого лечения болезни, отсутствует.

В новом исследовании ученые Университета Иллинойса с помощью двух студентов-бакалавров собрали первый полный геном бактерии Xanthomonas cucurbitae, вызывающей заболевание, и определили гены, которые активируются во время инфекции.

«Сборка полного кругового генома означает, что теперь у нас есть ресурсы, чтобы лучше понять, что происходит в поле. Мы можем использовать эту информацию, чтобы посмотреть, как распространяется патоген, есть ли различия в специфичности хозяина среди субпопуляций или штаммов, или насколько вероятно развитие устойчивости к химическому контролю », – говорит Сара Хинд, доцент кафедры растениеводства в Иллинойсе и старший автор исследования Фитопатология изучать.

После секвенирования генома группа Хинда сравнила его с геномами 12 других видов Xanthomonas, которые вызывают заболевания у различных сельскохозяйственных культур, таких как томат, рис, цитрусовые и пшеница. Удивительно, учитывая его склонность к хаосу в полевых условиях, у Xanthomonas cucurbitae самый маленький геном и меньше генов, которые, как известно, важны для других видов Xanthomonas, вызывающих заболевания.

«Поскольку у этого патогена отсутствуют многие из известных генов вирулентности (т. Е. Вызывающих болезнь), мы не знаем точно, какие необходимы патогену для заражения тыквенных растений», – говорит Хинд. «Это может быть что-то, чего мы никогда раньше не видели, например, новый ген или механизм, который развился у этого вида, чего нет у остальной части семейства. Это может быть очень захватывающим».

Чтобы приблизиться к ответу, исследовательская группа вырастила бактерии в жидкой среде, которая имитировала среду обитания хозяина, и определила более 400 генов, экспрессия которых изменялась, когда патоген взаимодействовал со своим «хозяином». В частности, они наблюдали повышенную экспрессию генов ферментов, связанных с распадом тканей растений, которые являются ключевыми для дальнейшего развития болезни.

Если команда Хинда сможет узнать больше об этих факторах и о том, как тыквенные на них реагируют, возможно, появится способ предотвратить проникновение бактерий в тыквенные фрукты. «Это действительно спасло бы фермеров», – говорит она. «Их не волнует, когда он попадет на листья, но если он заразит плоды, у них проблемы».

Хинд добавляет: «Этот проект был бы невозможен без вклада некоторых действительно талантливых студентов бакалавриата. Нам нравится, когда студенты участвуют в наших исследованиях. Они приносят чувство энтузиазма и рвения – а также действительно творческие идеи – в лабораторию, которую было бы трудно создать в противном случае ».

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments