Биотехнологии из тропиков: Эквадор борется с грибом, который вызывает увядание бананов

Эквадорские учёные разрабатывают биотехнологическую стратегию, чтобы остановить увядание бананов путём генетического редактирования вызывающего его гриба. Мировое производство бананов — один из столпов продовольственной безопасности и ключевой источник дохода для тропических стран — сталкивается с постоянной угрозой: фузариозным увяданием.

Это разрушительное заболевание вызвано грибом Fusarium oxysporum f.sp. cubense (FOC), патогеном, который колонизирует корни бананов, нарушает транспорт воды и питательных веществ и в конечном итоге убивает растение.

На протяжении десятилетий фузариозное увядание было серьёзной проблемой для мирового сельского хозяйства. Его экономические последствия особенно серьёзны в таких странах, как Эквадор, крупнейший в мире экспортёр бананов, где выращивание бананов поддерживает тысячи рабочих мест и вносит значительный вклад в международную торговлю.

Проблема усугубилась с появлением тропической расы 4 (FOC TR4) — более агрессивного варианта, который распространился по континентам и может сохраняться в почве десятилетиями, что делает искоренение практически невозможным с помощью традиционных методов, таких как фунгициды или строгий карантин.

Неспособность эффективно контролировать фузариозное увядание с помощью традиционных стратегий привела к поиску инновационных решений.

Группа эквадорских исследователей разработала биотехнологическую стратегию, основанную на генетическом редактировании in vitro с использованием CRISPR-Cas9, нацеленную на гриб, ответственный за заболевание. Этот точный инструмент позволяет осуществлять целенаправленные разрезы в ДНК микроорганизма, деактивируя ключевые гены, которые облегчают его способность инфицировать.

Исследование, опубликованное во Frontiers in Plant Science, было сосредоточено на гене SIX9, компоненте семейства генов Secreted in Xylem (SIX). Эти гены экспрессируются грибом во время колонизации растений и играют решающую роль в его вирулентности. Деактивируя ген SIX9, исследователи ослабили способность гриба вызывать заболевание, снизив его агрессивность на молекулярном уровне.

Такой подход представляет собой серьёзный отход от традиционных фитосанитарных стратегий управления. Вместо того чтобы воздействовать на растение или полагаться на дорогостоящие меры, такие как уничтожение посевов, генетическое редактирование патогена открывает возможность создания ослабленных штаммов, которые могут служить в качестве моделей для изучения или даже в качестве биоагентов для вытеснения более опасных вариантов в полевых условиях. Более того, такой тип вмешательства отличается быстротой, воспроизводимостью и масштабируемостью, что облегчает его внедрение другими исследовательскими центрами.

Помимо своих технических достоинств, это исследование позиционирует Эквадор как регионального лидера в области сельскохозяйственных биотехнологий. Защита производства бананов не только защищает стратегический сектор экономики, но и предоставляет инновационную модель, которую можно воспроизвести в других тропических регионах, пострадавших от фузариозного увядания или других высокопатогенных грибковых заболеваний.

Исследование под названием «Оптимизация протокола CRISPR-Cas9 in vitro для нацеливания на ген SIX9 Fusarium oxysporum f.sp. cubense расы 1, ассоциированный с фузариозным увязанием бананов» демонстрирует, как местная наука может генерировать решения, имеющие глобальное распространение, сочетая устойчивость, продовольственную безопасность и устойчивость к возникающим угрозам в сельском хозяйстве.

В условиях, отмеченных изменением климата, глобализацией сельскохозяйственной торговли и растущим спросом на продовольствие, генетическое редактирование становится стратегическим инструментом для решения сложных задач тропического сельского хозяйства. Такие исследования показывают, как биотехнологии могут превратить критические проблемы в возможности для создания более устойчивых и конкурентоспособных сельскохозяйственных систем в будущем.

Предоставлено: [Escuela Superior Politécnica del Litoral](https://phys.org/partners/escuela-superior-politecnica-del-litoral/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте