圣彼得堡国立大学的科学家将帮助农作物抵御有害菌种
圣彼得堡国立大学多布然斯基染色体组生物信息中心科学家所参与的研究团队全球首次对尖孢镰刀菌胡麻专化型（Fusarium oxysporum f.sp. lini）菌种的基因组进行了破译。这种寄生物会攻击亚麻属植物，与造成香蕉巴拿马病的菌类属于近亲，这种病菌在近70年摧毁了好几个品种的香蕉。新的研究数据将有助于科学家了解如何防止亚麻植物出现香蕉之前的情况，而在未来还将有助于防止其他农作物受到有害菌种的侵害。
植物萎蔫病是每个农民都熟知的植物疾病：镰刀菌种由非常多不一样的形态，目前已知的有120多种，它们可以毁坏西红柿、黄瓜、甜瓜、白菜、豌豆、玉米、大麦、小麦和很多其它农作物。这种寄生物所造成的最为人知晓的问题之一就是巴拿马病：从20世纪50年代这种疾病在香蕉园中爆发起，人们就在和它做着斗争。当人体免疫力下降时，镰刀菌有时还会对人类造成伤害。此外，这类菌种主要对亚麻植物造成损坏，而这是俄罗斯的主要纺织作物和最重要的油料作物之一。
研究结果发表在Molecular Plant-Microbe Interactions杂志上。
“遗憾的是，对染病植物喷洒化学药剂几乎没什么作用，因为病菌存活在植物内部和土壤之中，而其孢子可以保存非常之久。国际上普遍认为，正确的方法是培育抵抗力强的品种”，圣彼得堡国立大学多布然斯基染色体组生物信息中心教授安娜斯塔西娅·萨姆索诺娃介绍说，“进化不会停滞不前，寄生物和宿主之间一直在进行着遗传学‘军备竞赛’：目前在工业中使用的作物品种在某个时刻可能就不再具有抵抗力，再培养这类作物也就没什么用了。因此，不可避免地会出现对新品种的需求，这种品种目前应该已经培养出来了”。
联邦麻类作物科学中心育种技术实验室主任塔季亚娜·罗什米娜解释说，这就是为什么对农作物和害虫的基因进行研究显得尤为重要的原因。来自圣彼得堡国立大学、圣彼得堡彼得大帝理工大学和麻类作物中心的研究人员组成的科学团队首次对尖孢镰刀菌胡麻专化型（Fusarium oxysporum f.sp. lini）菌种的基因组进行了破译，这个菌种是引起最常见的亚麻腐烂病的原因。此外，生物信息学家强调，他们根据染色体成功采集了包含1万4千种基因的基因组，这对于未来进化情况下的研究来说非常必要。
“在这一菌种的基因组中有两个部分：一个部分较为固定和稳定，在不同形态的镰刀菌中几乎是一样的，而另一部分则会发生变化：比如，在对香蕉造成危害的病菌中是一种，而在西红柿中又是另外一种”，圣彼得堡国立大学多布然斯基染色体组生物信息中心教授亚历山大·卡纳平说道。
从理解菌种进化和对宿主的适应性的角度来说，我们成功收集的染色体是向前迈进了一大步。
圣彼得堡国立大学多布然斯基染色体组生物信息中心教授亚历山大·卡纳平
圣彼得堡彼得大帝理工大学数学生物和生物信息实验室主任玛丽亚·萨姆索诺娃指出，使用现代组学技术并结合生物信息学能够阐明病原体和植物之间产生相互作用的机制，由此就能缩短获得有抵抗力作物品种的时间。此外，她还认为，麻类作物中心的主要研究方向是对全套的有抵抗力和易感品种进行研究。专家指出，植物萎蔫病是一种系统性疾病，包含了植物对感染的快速响应，一次如果不对这种响应机制进行详细的理解，寄生物将会一直在“军备竞赛”中处于优势地位。
该研究由俄罗斯科学基金（№ 19-16-00030）和圣彼得堡国立大学（项目№ 51148284）提供研究经费。
研究人员接下来将把亚麻寄生物的基因组和已知的对其他作物产生危害的同种寄生菌基因组进行比较。科学家们试图找出为什么一种菌株更喜欢攻击甜瓜，而另一种则喜欢攻击西红柿。这能够让人们弄清楚寄生物具体的生物化学适应机制，组重要的是能够找到对其产生相应的基因。如果成功的话，通过基因组编辑技术将能够建立新的抵抗萎蔫病的亚麻品种。
“我们目前正在研究和完善的用于抵抗有害菌的方法还能够在其他类似的与植物有关的项目中进行应用”，亚历山大·卡纳平介绍到，“我们可以按照类似的方式对寄生物进行分析，比如对小麦或者西红柿，然后弄清楚如何更好地培养有抵抗力的品种。我们基因组生物信息中心的主要想法是研究出分析性和基础性的解决方案，并不断在基础性和实践性的任务中进行应用”。