Ученые обнаружили новые вирусы в корневых патогенах лесов — опятах. Найденные вирусы ослабляют своих хозяев, снижая рост и распространение грибов. С их помощью можно уменьшить вредоносное влияние опят на деревья и сохранить леса. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
Мало кто знает, что грибы Armillaria из рода опят — это комплекс из многих видов. Они печально известны как возбудители корневых гнилей деревьев. Эти грибы заражают и приводят к гибели сотни видов различных растений, в их числе средообразующие и экономически важные хвойные (кедр, пихта, ель и сосна) и агрономические плодовые растения (яблоня, слива и многие другие).
Ситуация усугубляется тем, что некоторые виды опят образуют огромные долгоживущие сообщества, которые считаются одними из крупнейших организмов на Земле и способны к переносу спор на большие расстояния, а также к вегетативному распространению с помощью уникальных сплетений мицелия. Возникает вопрос о том, как уменьшить губительное влияние патогенных грибов на леса. Несмотря на значимость в качестве патогенов лесов и сельскохозяйственных культур, последовательность вирусного генома у Armillaria не была изучена.
Коллектив ученых из России, Финляндии и Южной Африки, в состав которого вошли исследователи из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», обнаружил новые вирусы в опятах, которые ослабляют своего хозяина. Из-за них грибы растут медленнее, хуже размножаются и снижают угнетающее воздействие на деревья. Ученые считают, что с их помощью можно ограничить патогенность Armillaria для лесов.
Первоначально ученые включили в исследование 63 штамма трех разных видов опят из различных географических регионов: Финляндии, России и Южной Африки. С помощью высокопроизводительного секвенирования генома исследователи идентифицировали множество новых вирусов. Так, на одном из сибирских штаммов обнаружено сразу четыре новых вируса. Анализ выявил наличие новых таксонов семейств вирусов Mymonaviridae, Botourmiaviridae и Virgaviridae, а также представителей недавно обнаруженной группы вирусов, предварительно названной учеными амбивирусами.
«Наша работа уникальна тем, что это первое исследование, в котором изучаются нуклеотидные последовательности генома вирусов опенка, в том числе и наиболее патогенного для хвойных лесов — Armillaria borealis. Этот гриб является одной из причин массового усыхания хвойных лесов в Сибири и на Дальнем Востоке. Ни один из методов, использующихся в настоящее время, не может полностью уничтожить мицелий Armillaria на зараженном участке. Соответственно, вирусы мы рассматривали как средство ограничения его патогенности. Роль вирусов в этом случае является полезной для нас. Мы обнаружили новые миковирусы в опятах и описали нуклеотидные последовательности их генома», — прокомментировал результаты работы заведующий лабораторией лесных культур, микологии и фитопатологии, заместитель директора по научной работе Института леса им. В. Н. Сукачёва КНЦ СО РАН доктор биологических наук Игорь Николаевич Павлов.
Очаги усыхания, вызываемые Armillaria, имеют интересную особенность: на определенном этапе развития разрастание очага прекращается, уменьшается количество плодовых тел патогенных видов опенка. Гриб становится гиповирулентным. Нормализуется рост древесных растений по периметру очага. В естественных условиях до момента затухания может пройти несколько десятков лет. За это время погибают огромные массивы лесов. Подобные процессы наблюдаются не только в Сибири, но и в Финляндии. Одним из механизмов снижения вредоносности, возможно, являются миковирусы. Именно поэтому все образцы для исследования были собраны из старых, затухающих очагов усыхания. Учитывая высокую специфичность вирусов к конкретным видам грибов, можно разработать биопрепараты для снижения патогенности опенка. Ученые планируют использовать природные миковирусы без вмешательства в их геном. При этом вкусовые качества грибов не пострадают.
«Для нас обнадеживающим примером успешности биологических методов борьбы на основе миковирусов является предотвращение полного уничтожения каштановых лесов завезенным в Европу и Северную Америку в начале XX века паразитическим грибом Cryphonectria parasitica. Погибло около четырех миллиардов деревьев. Обрезка и сжигание пораженных деревьев не увенчались успехом. И только благодаря гиповирусу CHV1 удалось значительно снизить патогенность гриба и сохранить каштановые леса», — подтвердила перспективность использования биопрепаратов старший научный сотрудник лаборатории лесных культур, микологии и фитопатологии ИЛ КНЦ СО РАН доктор биологических наук Юлия Александровна Литовка.
Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН
Фото: Wikimedia, CC BY-SA 3.0
