Биология инфекции Fusarium graminearum: пути распространения от колоска к колоску в колосе пшеницы

Fusarium graminearum — один из основных возбудителей фузариоза колоса пшеницы. Механизм колонизации возбудителем всего колоса неизвестен. Обсуждается, проникает ли этот продуцирующий микотоксины патогенный гриб в ткани цветка пшеницы как некротроф или использует иной тип питания. Детальное микроскопическое исследование показало, как гифы гриба дикого типа штамма PH-1, геном которого секвенирован, колонизировали восприимчивые колосья пшеницы и распространялись от колоска к колоску. На переднем крае инфекции кора растения-хозяина колонизировалась до проникновения гриба в сосудистые ткани; гифы приспосабливались к доступному межклеточному пространству. Затем межклеточные гифы становились многочисленными, а клетки растения-хозяина теряли всё содержимое непосредственно перед внутриклеточным проникновением гриба. Перед фронтом инфекции гибели клеток хозяина не наблюдали. Однако по мере распространения инфекции в глубоких слоях коры непосредственно под поверхностью погибали высокофотосинтезирующие клетки хлоренхимы — ещё до их колонизации грибом. Позади фронта инфекции гифы в большом количестве присутствовали в сосудистых тканях и коре и часто прорастали через поровые поля клеток с утолщёнными стенками. Интенсивная межклеточная и внутриклеточная колонизация приводила к коллапсу нелигнифицированных типов клеток. В средней зоне инфекции диаметр гиф значительно увеличивался. Далеко позади фронта инфекции межклеточные и внутриклеточные гифы были лишены содержимого и часто коллапсировали. На поздних стадиях инфекции гриб переходил преимущественно от вертикального роста к боковому и скапливался под поверхностью стержня колоса. Здесь сильно разрушались одревесневшие клеточные стенки, гифы прорывали эпидермис и формировали воздушный мицелий.