Исторические вспышки увядания кофе связаны с переносом генов от другого гриба

Гриб, вызывающий увядание кофе, неоднократно захватывал сегменты ДНК от родственного патогена, что способствовало последовательным вспышкам болезни. Об этом сообщают новые данные исследования, опубликованного 5 декабря в открытом журнале PLOS Biology.

В прошлом веке вспышки увядания кофе, вызываемые грибковым патогеном Fusarium xylarioides, серьезно повлияли на производство кофе в странах Африки к югу от Сахары. Несмотря на открытие в 1927 году, о генетике и эволюции патогена известно мало, а это понимание крайне важно для борьбы с будущими вспышками.

В новом исследовании ученые сравнили геномы 13 исторических штаммов, охватывающих шесть десятилетий и несколько вспышек болезни, чтобы изучить, как патоген эволюционировал и адаптировался к растениям-хозяевам.

Они обнаружили, что F. xylarioides состоит как минимум из четырех различных линий: одна специализирована на растениях арабики, одна адаптирована к робусте и две исторические линии, которые инфицировали несколько видов кофе.

Исследователи также нашли доказательства того, что эти штаммы неоднократно получали сегменты ДНК от другого грибкового патогена, F. oxysporum, что усиливало способность F. xylarioides заражать кофейные растения. Эти добавления ДНК, называемые горизонтальным переносом генов, вероятно, способствовали повторному возникновению болезни увядания кофе на африканском континенте.

Предыдущие исследования показали, что аналогичные события горизонтального переноса генов способствовали новым вспышкам других патогенов, включая фитофтороз картофеля, некоторые грибковые патогены пшеницы и Aspergillus fumigatus — грибок, который чаще всего поражает людей с ослабленным иммунитетом.

Исследователи пришли к выводу, что использование методов геномики на исторических штаммах грибов, отобранных в прошлом веке и хранящихся в коллекциях культур, предоставит мощный способ для дальнейшего изучения роли горизонтального переноса генов во вспышках грибковых заболеваний.

Авторы добавляют: «Исторический подход показывает важность горизонтальных переносов и крупных мобильных элементов в возникновении новых типов болезней. Если мы поймем, как эволюционируют новые типы заболеваний, мы сможем дать производителям знания, необходимые для снижения риска возникновения новых болезней в принципе».