Грибок Moniliophthora roreri вызывает морозную гниль стручков — болезнь, которая уничтожила плантации какао на большей части Америки. Поскольку M. roreri принадлежит к группе грибов, производящих грибы — плод грибкового пола, — многие исследователи и селекционеры какао полагали, что гриб размножается половым путем.Но исследование микологов Purdue Кэтрин Эйм и Хорхе Диас-Вальдеррама показывает, что M. roreri генерирует миллиарды спор, разрушающих стручки какао, путем клонирования, несмотря на то, что у него есть два типа спаривания — грибной эквивалент полов — и, казалось бы, функциональные гены спаривания. .Полученные данные могут помочь улучшить программы разведения какао и пролить свет на грибковые механизмы, которые производят грибы.
«Этот гриб феноменально необычен — он имеет типы спаривания, но не подвергается половому размножению», — сказал Диас-Вальдеррама, докторант по микологии. «Эти знания имеют биологическую и экономическую ценность, поскольку мы стремимся лучше понять, как появляются грибы и как мы можем уменьшить ущерб, наносимый этой болезнью промышленности какао».Какао — одна из немногих основных культур, почти полностью производимых небольшими фермами, и нестабильность цен на какао часто делает фунгициды рискованным вложением средств для производителей. Вместо этого многие производители предпочитают регулярно контролировать свой урожай на предмет симптомов морозной гнили стручков, закапывая стручки с характерными темными поражениями или белой пылью, чтобы предотвратить дальнейшее распространение спор грибов.
За последние 60 лет болезнь распространилась — вероятно, в результате непреднамеренной транспортировки зараженных стручков — через большую часть Южной Америки, всю Центральную Америку и в Мексику. Морозная гниль стручков снизила урожайность какао в некоторых районах до 100 процентов, что вынудило многих производителей вообще отказаться от своих плантаций. Бразилия — единственная страна-производитель какао в континентальной Америке, не затронутая морозной гнилью стручков, пагубные последствия которой побудили большую часть мирового производства какао перенести в Западную Африку. По словам Диас-Вальдеррамы, эти регионы остаются очень уязвимыми для болезни.
Понимание фундаментальной биологии гриба может помочь усилиям по борьбе с болезнями, но исследователи уже давно озадачены репродуктивными привычками M. roreri, которые, похоже, отличаются от привычек родственных видов.Размножение грибов затруднено.
Вместо мужского и женского пола грибы могут иметь огромное количество разных типов спаривания, что приводит к широкому и разнообразному кругу потенциальных партнеров — до 20000 у некоторых видов. Но многие грибы также размножаются клонально при благоприятных условиях, просто копируя их геном и производя миллиарды потомков.
Изучив геномику и популяционную генетику M. roreri, Эйме и Диаз-Вальдеррама обнаружили признаки того, что гриб может воспроизводиться половым путем: он имеет два, казалось бы, совместимых типа спаривания и функциональные рецепторы половых феромонов. Но они не смогли найти никаких доказательств того, что типы спаривания рекомбинируются в полевых условиях или в лаборатории, и никаких записей о грибах M. roreri не существует — это признаки того, что гриб отказался от полового размножения в пользу клонирования.«Обычно грибы начинают размножаться путем клонирования, когда они очень хорошо подходят для окружающей среды», — сказал Эйм, доцент микологии. «С точки зрения ресурсов секс стоит дорого, в то время как клонирование — дешевый и простой способ произвести много потомства».Исследователи обнаружили оба типа спаривания в Южной Америке и только один в Центральной Америке.
Это подтверждает гипотезу о том, что заболевание возникло в Южной Америке и недавно было занесено в Центральную Америку, где оно быстро распространилось через клональное размножение.Исследование также показывает, что то, что некоторые исследователи считали разными разновидностями гриба, на самом деле является генетическими вариациями двух типов спаривания.
Полученные данные открывают двери для программ селекции, чтобы выяснить, какой тип спаривания более вирулентен, и, возможно, вывести устойчивые сорта какао.А пока любители шоколада должны сохранять спокойствие, — сказал Диас-Вальдеррама.
«Мы работаем над определением биохимических компонентов, которые могут быть полезны для борьбы с морозной гнилью стручков и защиты уязвимых регионов выращивания какао».