Ученые обнаружили новые вирусы в опятах. Они ослабляют своих «хозяев», снижают рост и распространение грибов. С их помощью можно уменьшить вредоносное влияние опят на деревья и сохранить леса.
Грибы Armillaria (или просто опята) — это комплекс из более чем сорока разных видов, некоторые из которых не только несъедобны, но и печально известны как возбудители корневых гнилей деревьев. Они заражают и приводят к гибели сотни видов различных растений, в их числе средообразующие и экономически важные хвойные, например, кедр, пихта, ель и сосна, и агрономические плодовые растения, такие как яблоня, слива и многие другие.
Ситуация усугубляется тем, что некоторые виды опят образуют огромные долгоживущие клоны, 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 (грибницы). Возникает вопрос, как уменьшить губительное влияние патогенных грибов на леса. Несмотря на свою важность в качестве патогенов лесов и сельскохозяйственных культур, последовательность вирусного генома у грибов Armillaria до этого исследования не была изучена.
Международный коллектив ученых из России, Финляндии и Южной Африки, в состав которого вошли исследователи ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», обнаружил новые вирусы в опятах, которые ослабляют своего «хозяина». Ученые считают, что с их помощью можно ограничить патогенность грибов Armillaria для лесов.
Первоначально исследователи 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 опенка 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, которые используются в настоящее время, не может полностью уничтожить мицелий Armillaria на зараженном участке. Мы обнаружили новые миковирусы в опятах и описали нуклеотидные последовательность их генома», — прокомментировал результаты работы Игорь Павлов, профессор, доктор биологических наук, заведующий лабораторией лесных культур, микологии и фитопатологии, заместитель директора по научной работе Института леса им. В.Н. Сукачева Красноярского научного центра СО РАН.
Очаги усыхания, вызываемые грибами рода Armillaria, имеют интересную особенность: на определенном этапе развития разрастание очага прекращается, уменьшается количество плодовых тел патогенных видов опенка. Нормализуется рост древесных растений по периметру очага. В естественных условиях до момента затухания может пройти несколько десятков лет. За это время могут погибнуть 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. Тогда погибло около четырех миллиардов деревьев. Обрезка и сжигание пораженных деревьев не увенчалось успехом. И только благодаря гиповирусу CHV1 удалось значительно снизить патогенность гриба и сохранить каштановые леса», — рассказала доктор биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории лесных культур, микологии и фитопатологии Института леса им. В.Н. Сукачева Красноярского научного центра СО РАН Юлия Литовка.
Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.