Фото Красохиной С.И.
За десять лет научный консорциум по изучению генома филлоксеры, возглавляемый французским Национальным научно-исследовательским институтом сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды (INRAE), объединил более 70 исследователей из восьми стран.
После отбора проб и секвенирования генома тли в Европе и США они стали лучше понимать, как она проникла в Европу в 19 веке.
Виноградарство в Европе спасло открытие, что многие американские виды Vitis проявляют толерантность или устойчивость к филлоксере и могут использоваться в качестве подвоя для прививки сортов Vitis vinifera, тем самым сохраняя желаемые характеристики ягод.
Прививка в виноградарстве использует коэволюционные отношения между паразитом и хозяином в местных популяциях, которые привели к сосуществованию этих видов. Такой подход доказал свою успешность во всем мире.
Однако успех прививки как стратегии борьбы с филлоксерой ускорил сокращение исследований по биологии филлоксеры. Таким образом, многие аспекты экологии, эволюции и популяционной генетики патогена, включая знание того, как его генетическая архитектура позволяет или ограничивается взаимодействиями с растениями-хозяевами, остаются неизвестными.
Исследование показало, что европейская филлоксера - это действительно американская популяция Daktulosphaira vitifoliae, которая уничтожила половину французских виноградников с 1860-х годов. Считается, что ее родина - бассейн реки Миссисипи, в Висконсине и Иллинойсе, где она питалась листьями и ягодами американского вида винограда Vitis riparia.
В то время этот регион соответствовал французской Луизиане. Это была область интенсивной торговли с Европой. «Экзотические растения были особенно модными, - напоминают исследователи, - а виноградари и виноделы создавали личные коллекции американских сортов и видов винограда, импортируя саженцы и черенки».
Впервые во Францию филлоксера могла быть завезена в Пюжо (Гар) в 1861 году, а затем во Флуарак (вблизи от Бордо) в 1866 году. Именно тогда Франция распространила филлоксеру по всей Европе.
«Наш генетический анализ позволил нам исключить гипотезу о прямом ввозе филлоксеры из США в другие европейские страны», - заявляют исследователи.
И именно из Европы филлоксера попала в Южную Америку и Австралию.
В ходе этого исследования ученые выделили большое семейство из 2700 генов. «Они составляют более 10% генома филлоксеры. Они кодируют небольшие белки, называемые эффекторами, которые деактивируют основные защитные механизмы лозы.
«В регионе своего происхождения совместная эволюция растения и насекомого позволила бы растению противостоять этим атакам, тогда как в Европе виноградная лоза была беззащитной», - говорят ученые.
Эта работа финансируется INRAE (Франция) и программой исследований и инноваций Европейского Союза Horizon 2020 в рамках грантового соглашения Марии Склодовской-Кюри № 764840 для проекта ITN IGNITE.
Исследование опубликовано в журнале BMC Biology, vol. 18, аrticle number: 90 (2020).
