Buđ i bolesti uzrokovane gljivama mogu u velikoj meri uticati na rok trajanja voća i povrća. Međutim, neke gljive imaju koristi za svoje domaćine tako što pomažu u preživljavanju biljaka. Colletotrichum tofieldiae (Ct) je buđ korena koja obično podržava kontinuirani razvoj biljke čak i kada biljka nema dovoljno fosfora, važnog hranljivog materija za fotosintezu i rast. Istraživači su proučavali jedinstveni patogeni soj gljivica, nazvan Ct3, koji nasuprot tome inhibira rast biljaka. Njihovo istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Communications.
Upoređujući korisne i štetne Ct sojeve, otkrili su da je aktivacija jednog klastera gena sekundarnog metabolizma gljivica odredila negativan uticaj gljive na biljku domaćina. Kada je klaster poremećen, bilo genetski ili promenom okruženja, ponašanje gljiva se promenilo od inhibicije rasta do njegovog promovisanja. Razumevanje ovakvih mehanizama moglo bi nam pomoći da smanjimo rasipanje hrane tako što ćemo iskoristiti korisnu ulogu koju gljive mogu imati u hrani.
Kada vaše sveže jagode postanu mutne od buđi, ili grožđe posijedi i smežura se na dnu posude za voće, to je uvek pomalo razočaravajuće i neprijatno. Krivac je obično gljivica koja izaziva bolest pod nazivom Botritis, koja uništava useve hrane širom sveta i lako se širi vetrom i zemljom.
Međutim, postoje mnoge gljive koje imaju manje destruktivan odnos sa svojim biljkama domaćinima, čak i formirajući partnerstva koja mogu pomoći biljci da napreduje. Promovisanje korisnih osobina gljivica i suzbijanje neželjenih ishoda (poput plesnivog voća) bi u velikoj meri pomoglo globalnoj bezbednosti hrane i pomoglo u smanjenju ogromne količine otpada od hrane.
„Gljive povezane sa biljkama pokazuju različite stilove života zaraze u rasponu od uzajamnih (korisnih) do patogenih (štetnih) u zavisnosti od okruženja domaćina. Međutim, mehanizmi kojima ovi mikrobi prolaze kroz ove različite životne stilove ostaju slabo shvaćeni“, rekao je vanredni profesor Kei Hiruma iz na postdiplomskom fakultetu za umetnost i nauku Univerziteta u Tokiju.
„Analizirali smo genetske informacije iz različitih sojeva korenske gljive zvane Colletotrichum tofieldiae koristeći komparativnu transkriptomsku analizu, koja nam je omogućila da proučavamo razlike u ekspresiji gena između svakog soja. Iznenađujuće, otkrili smo da je jedna grupa gena za sekundarni metabolizam gljivica, nazvana ABA-BOT , isključivo određuje da li gljiva pokazuje patogene ili mutualističke osobine prema biljci domaćinu.“
Colletotrichum tofieldae je gljiva koja obično koristi biljkama kada pate od nedostatka fosfora, pomažući im da napreduju uprkos nedostatku ovog vitalnog hranljivog materija. Čak se pokazalo da povećava rast i prinos ekonomski važnih useva kao što su kukuruz i paradajz. U ovoj studiji, multiinstitucionalni tim je koristio thale kres kao biljku domaćina i nabavio šest sojeva Ct sa različitih geografskih lokacija da bi je zarazio.
Pet sojeva značajno je podstaklo rast biljaka, kao što se očekivalo, ali je utvrđeno da šesti – nazvan Ct3 – potiskuje unos hranljivih materija, inhibira rast biljaka i dovodi do simptoma bolesti. Dakle, šta je izazvalo ovu drastičnu promenu?
„Identifikovali smo dve ključne tačke: prvo, na strani gljivica, da Ct3 aktivira klaster gena za biosintezu ABA-BOT; i drugo, na strani biljke, da Ct3 indukuje ABA signalne puteve biljke domaćina, kroz koje gljiva inhibira rast biljaka “, objasnio je Hiruma. Istraživači su otkrili da i patogeni i mutualistički sojevi Colletotrichum tofieldae sadrže klaster gena ABA-BOT, ali ga mutualistički sojevi nisu eksprimirali, odnosno geni nisu bili aktivirani.
Otkriće je bilo iznenađenje, jer se konvencionalno smatralo da patogeni i mutualisti imaju različite karakteristike, ali ovi nalazi sugerišu da su oni složenije povezani.
Kada je klaster gena bio poremećen, bilo na genetskom nivou ili promenom životne sredine biljke, Ct3 je postao nepatogen i čak je postao koristan za domaćina, promovišući rast korena. Iako je potrebno dalje istraživanje, čini se da klaster gena ABA-BOT može doprineti patogenezi u različitim gljivama izvan Ct vrsta.
Na primer, može biti uključen u patogenezu botritisa koji pogađa voće i povrće u našem domaćinstvu.
„Ako steknemo sveobuhvatno razumevanje regulatornih mehanizama koji upravljaju klasterom gena sekundarnog metabolizma gljiva, možemo osmisliti metodu za selektivno suzbijanje potencijalne patogeneze u inače korisnim gljivama, optimizujući njihovo korišćenje u poljoprivredi i iskoristivši puni potencijal mikrobne raznolikosti koja je prirodno prisutna. u ekosistemima tla“, rekao je Hiruma.
„Shvatio sam da čak i patogeni mogu da ispolje neštetne karakteristike tokom značajnog dela svog životnog ciklusa. U stvari, počinjem da razmišljam o mogućnosti da ono što tradicionalno nazivamo patogenima može zapravo funkcionisati kao korisni mikrobi pod drugim uslovima.“
