Исследователи Сибирского федерального университета совершили настоящий научный прорыв, впервые в истории расшифровав митохондриальные геномы четырех разновидностей опят, произрастающих в бореальных лесах Сибири. Команда также успешно декодировала ядерный геном одного из изученных видов. Этот масштабный анализ генетического материала откроет новые возможности для понимания эволюционных процессов и жизнедеятельности этих удивительных организмов. Перспективы применения методов генетической модификации и редактирования генома позволят в будущем минимизировать негативное воздействие грибов на лесные экосистемы.
Удивительные масштабы грибных организмов
Различные разновидности опят способны наносить серьезный ущерб древесной растительности и достигать поистине впечатляющих размеров. Яркий пример — мицелий темного опенка в природном заповеднике Малур, штат Орегон, который простирается на территории свыше 880 гектаров. Казалось бы, невзрачный небольшой гриб способен превратиться в опасный патоген, угрожающий деревьям на всей планете.
Удивительно, но при всей широкой распространенности опят в природе, их митохондриальная генетическая информация оставалась неизученной до момента проведения данного исследования.
Результаты генетического анализа
Руководитель научного проекта Константин Крутовский, занимающий должности профессора в Геттингенском и Техасском университетах, а также являющийся ведущим сотрудником Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН и заведующим лабораторией лесной геномики СФУ, поделился результатами работы: "Наша команда полностью расшифровала, систематизировала и проаннотировала кольцевые митохондриальные геномы четырех видов: A. borealis, A. gallica, A. sinapina и A. solidipes, а также завершила работу над ядерным геномом A. borealis".
Перспективы научного открытия
Данное исследование открывает захватывающие возможности для биологов и генетиков в изучении сложных взаимосвязей между митохондриями — клеточными "энергетическими станциями" всех высокоорганизованных существ от грибов до человека — и ядерным генетическим материалом. Углубленное понимание их работы и эволюционного развития создаст основу для проведения детального сопоставительного исследования различных грибных видов и разработки эффективных стратегий лесозащиты.
"Анализируя генетический код опят с различной степенью патогенности, мы стремимся глубже постичь принципы их разрушительного влияния на древесные растения и создать более действенные способы охраны лесных массивов. Теоретически возможно 'переписать' митохондриальные и ядерные геномы грибов, модифицировав их патогенные свойства, однако для этого необходимо детальное изучение их функций, генной активности, механизмов патогенности и взаимодействия с растениями в системе 'паразит-хозяин', особенно в условиях экологических стрессов, включая засухи и массовые заболевания, а также глобальных климатических изменений", — отметил Крутовский.
Практическое значение для лесного хозяйства
Соавтор исследования Игорь Павлов, возглавляющий лабораторию лесных культур, микологии и фитопатологии и являющийся заместителем директора Института леса имени В. Н. Сукачева СО РАН, подчеркнул важность полученных данных. Фитопатологические исследования лесов Красноярского региона выявили присутствие корневых инфекций даже у внешне благополучных хвойных и лиственных пород.
"Сегодня именно северный опенок становится причиной масштабных очагов высыхания хвойных деревьев. Помимо глобальных климатических трансформаций, особенно критичных для северных лесных зон, нам предстоит выявить дополнительные факторы, провоцирующие такое агрессивное поведение грибов", — заключил Павлов с оптимизмом относительно перспектив дальнейших исследований.
