Iako je pšenica bila među prvim pripitomljenim usevima za ishranu, ona je i dalje glavna globalna prehrambena namirnica nekoliko milenijuma kasnije. Uzgajana na svim kontinentima osim na Antarktiku, pšenica je druga po proizvodnji žitarica u svetu, sa skoro 800.000 metričkih tona koja se uzgaja svake godine (Organizacija za hranu i poljoprivredu).
Međutim, gljivični patogen po imenu Fusarium graminearum izaziva razornu bolest fusarijumske gljivice (FHB) na pšenici i kontaminira zrna štetnim toksinima zvanim trihoteceni. Jedan takav trihotecen, nazvan deoksinivalenol (DON), proizvodi većina sojeva F. graminearum u Sjedinjenim Državama, i on je suštinski faktor virulencije koji povećava širenje patogena u glavi pšenice. Ova sićušna, ali moćna gljiva ugrožava ekonomsku sigurnost miliona ljudi i sigurnost hrane/sigurnost milijardi drugih.
Trenutno ne postoje poznate sorte pšenice (ili ječma) koje mogu u potpunosti da se odupru infekciji Fusarium, što je podstaklo stalna istraživanja faktora virulencije FHB. Nedavne studije su identifikovale populaciju F. graminearum koja proizvodi novi trihotecen, nazvan NKS, sa malo drugačijom hemijskom strukturom od DON-a. Dr Guikia Hao i kolege iz USDA-Agricultural Research Service istraživali su da li ovi NKS trihoteceni doprinose FHB pšenice poput DON-a.
Rezultati njihove studije, objavljeni u časopisu Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI), otkrivaju da NKS trihoteceni igraju važnu ulogu u početnoj infekciji F. graminearum, kao i širenju FHB.
Brisanjem prvog gena za proizvodnju biosinteze trihotecena, TRI5, iz sojeva koji predstavljaju DON trihotecene i NKS trihotecene, istraživači su bili u mogućnosti da procene ozbiljnost FHB na osetljivim glavama pšenice inokulisanim ovim roditeljskim sojevima i genetskim mutantima koji su rezultat brisanja.
Procena i dalje testiranje pokazali su veću količinu toksina koju proizvodi soj koji proizvodi NKS nego soj koji proizvodi DON. Ovo otkriva da brisanje jednog gena eliminiše proizvodnju NKS toksina i smanjuje i gljivičnu infekciju i širenje bolesti u pšenici, potvrđujući da NKS igra sličnu ulogu kao DON u agresiji patogena i jedinstveno intenzivira infekciju patogena.
Komentarišući novinu ovog otkrića, dr Hao kaže: „Koliko nam je poznato, ovo je prvi put da je otkriveno da mikotoksin (bilo koja toksična supstanca koju proizvodi gljiva) igra ulogu u pojačavanju infekcije oba patogena. a bolest se širila po glavi pšenice“.
Ovo novo otkriće je posebno uzbudljivo jer se može koristiti za zaštitu kvantiteta i kvaliteta useva žitarica. „Informacije koje smo otkrili pružaju novi način za potencijalnu kontrolu infekcije (ne samo smanjenje simptoma), širenja FHB-a i trovanja mikotoksinima istovremeno ciljajući na sposobnost gljivice da proizvodi NKS“, objašnjava dr Hao, „I ova studija na kraju poboljšava naše razumevanje o tome kako gljiva koristi toksine kao novo oružje za napad na biljku.“
Ovo znanje takođe može inspirisati dalja istraživanja o NKS trihotecenima. Dr Hao i njegove kolege rade na dodatnoj studiji za generisanje transgenih biljaka koje ciljaju gen biosinteze NKS interferencijom ribonukleinske kiseline (RNAi) kako bi se smanjile bolesti i proizvodnja mikotoksina.
