Fusarium poae

Fusárium póae (лат.)вид несовершенных грибов (телеоморфная стадия неизвестна), относящийся к роду Фузариум (Fusarium) семейства Нектриевые (Nectriaceae); патоген, вызывающий фузариоз колоса и другие заболевания злаковых культур[3]. Общепринятого русского названия вид не имеет[4].

Общие сведения
Fusarium poae
Научная классификация
Царство:
Подцарство:
Подотдел:
Подкласс:
Порядок:
Семейство:
Вид:
Fusarium poae
Международное научное название
Fusarium poae (Peck) Wollenw., 1913
Синонимы[2]
  • Sporotrichum poae Peck, 1904
  • Sporotrichum anthophilum Peck, 1906
  • Fusarium maydiperdum Bubák, 1911
  • Fusarium tricinctum f. poae (Peck) W.C.Snyder & H.N.Hansen, 1945
  • Fusarium sporotrichiella var. poae (Peck) Bilaĭ, 1953

Описание

Колонии на картофельно-декстрозном агаре (PDA) с обильным пушистым воздушным мицелием в беловатых тонах, с возрастом приобретают красно-коричневую окраску. Реверс колоний и выделяемый в агар пигмент часто красных тонов, реже жёлтые, розовые, иногда отсутствуют. Иногда образуются спородохии. Часто культура обладают сладковатым запахом.

Макроконидии образуются редко, преимущественно из моноспоровых культур. При культивировании на агаре с гвоздичными листьями (CLA) веретеновидно-серповидные, с 3—5 септами (преимущественно с 3 септами). Верхняя клетка изогнутая, постепенно суженная, нижняя клетка с ножкой в основании. Макроконидии с 3 септами 17—40 × 3—5 мкм. Микроконидии образуются из вздутых бочонковидных монофиалид, шаровидные до булавовидных, обильные в воздушном мицелии, одноклеточные до двуклеточных, 3,8—9,5 × 3,8—6,1 мкм. Хламидоспоры иногда образуются в старых культурах.

Отличия от близких видов

Fusarium sporotrichioides и Fusarium chlamydosporum образуют полифиалиды. Fusarium tricinctum отличается узкими цилиндрическими фиалидами.

Таксономия

Вид был впервые описан американским микологом Чарльзом Хортоном Пеком в 1904 году как Sporotrichum poae. В 1913 году немецкий фитопатолог Хуго Вильгельм Волленвебер перенёс вид в род Fusarium[5].

Fusarium poae (Peck) Wollenw., Bull. Maine Agric. Exp. Sta. 219: 256 (1913).

Согласно современным таксономическим представлениям, вид относится к следующим таксонам[5]:

Синонимы

  • Fusarium maydiperdum Bubák, 1911
  • Fusarium poae f. pallens Wollenw., 1930
  • Fusarium sporotrichiella var. poae (Peck) Bilaĭ, 1953
  • Fusarium tricinctum f. poae (Peck) W.C.Snyder & H.N.Hansen, 1945
  • Sporotrichum anthophilum Peck, 1906
  • Sporotrichum poae Peck, 1904базионим

История изучения

После 2006 года научный интерес к Fusarium poae значительно возрос. Ранее считавшийся второстепенным патогеном, вид стал объектом пристального изучения из-за его растущей распространённости и способности производить широкий спектр микотоксинов[7].

Ключевую роль в переоценке значения гриба сыграл обзор С. А. Штенгляйн (S. A. Stenglein), опубликованный в 2009 году, где было подчёркнуто, что F. poae требует большего внимания. В работе были обобщены данные о его способности производить трихотецены типа А и B (например, ниваленол), энниатины, боверицин и монилиформин[7]. В 2014 году та же группа авторов опубликовала работу, детально рассматривающую токсикологические риски, связанные с этим видом[8].

Основные направления исследований

Эпидемиология и изменение климата. Исследования показали, что в некоторых регионах Европы F. poae становится доминирующим возбудителем фузариоза колоса, вытесняя более известный Fusarium graminearum. Например, в Чехии такая тенденция наблюдается с 2012 года. Это явление связывают с изменениями климата, в частности с более засушливыми условиями во время цветения злаков, к которым F. poae лучше приспособлен[9].

Генетика и геномика. Значительный прогресс был достигнут в изучении генетики вида. Применение молекулярных маркеров, таких как AFLP и ISSR, выявило высокую внутривидовую изменчивость в мировых популяциях гриба[10]. Важным шагом стало секвенирование полного генома штамма NRRL 26941, что открыло возможности для детального изучения генов, ответственных за патогенность и синтез микотоксинов[11]. Геномный анализ, проведённый в 2017 году, выявил сложную эволюционную историю генов биосинтеза трихотеценов у этого вида[12].

Изучение микотоксинов. Основное внимание исследователей было сосредоточено на профиле токсинов, производимых F. poae. Были разработаны молекулярные методы (ПЦР-праймеры) для быстрой идентификации штаммов, продуцирующих ниваленол (НИВ). Особый интерес вызвали так называемые «новые» или «эмерджентные» микотоксины, в частности энниатины, чья роль в развитии болезни и токсичность активно изучаются[13]. Важным научным событием стало исследование 2024 года, которое опровергло устоявшееся мнение о способности F. poae производить высокотоксичные микотоксины Т-2 и НТ-2. Геномный и метаболомный анализ подтвердил отсутствие у гриба генов, необходимых для их синтеза, и показал, что предыдущие данные, вероятно, были связаны с неверной идентификацией штаммов[14].

Взаимодействие с другими патогенами. Также изучалось взаимодействие F. poae с другими видами грибов. Было показано, что, будучи относительно слабым патогеном, он может влиять на развитие болезни, вызываемой более агрессивными видами, такими как Fusarium graminearum, что усложняет стратегии контроля заболевания[15].

Экология и значение

Fusarium poaeкосмополит, повсеместно распространённый в зерносеющих регионах мира. Обладает широкой экологической валентностью, что позволяет ему адаптироваться к различным климатическим условиям[16]. Входит в число доминирующих видов рода Fusarium на зерновых культурах (пшеница, ячмень, овёс) в Европе, Северной Америке и России, в частности в Уральском и Сибирском федеральных округах[17]. В отличие от других возбудителей фузариоза, таких как Fusarium graminearum, F. poae лучше приспособлен к относительно более сухим и прохладным условиям. Гриб может существовать как сапротроф, некротроф, эндофит и биотрофный патоген[16].

Вид является одним из возбудителей фузариоза колоса (FHB) — экономически значимого заболевания злаков. Однако F. poae стабильно характеризуется как относительно слабый или вторичный патоген, вызывающий менее выраженные визуальные симптомы по сравнению с более агрессивными видами, такими как F. graminearum[18][19]. Его основная опасность заключается не столько в прямом снижении урожайности, сколько в способности контаминировать зерно широким спектром микотоксинов, что представляет серьёзную угрозу для безопасности пищевых продуктов и кормов.

F. poae способен синтезировать разнообразные токсины. Ключевыми метаболитами являются трихотецены типа B, в частности ниваленол (NIV) и фузаренон-X, а также трихотецены типа А, такие как диацетоксисцирпенол (DAS), моноацетоксисцирпенол (MAS) и неосоланиол. Кроме того, гриб производит нетрихотеценовые микотоксины, например, боверицин (BEA)[20]. Ниваленол считается одним из наиболее опасных метаболитов F. poae из-за его высокой токсичности и частоты обнаружения в зерне[21][17].

Ранее в научной литературе F. poae часто упоминался как продуцент высокотоксичных микотоксинов Т-2 и НТ-2. Однако исследование 2024 года, основанное на геномном и метаболомном анализе, убедительно опровергло эту информацию. Было установлено, что у изученных штаммов F. poae отсутствуют гены, необходимые для синтеза этих токсинов. Учёные пришли к выводу, что предыдущие данные, вероятно, были связаны с неверной идентификацией штаммов, которые на самом деле принадлежали к морфологически схожему виду Fusarium langsethiae — известному продуценту Т-2 и НТ-2 токсинов[18].

Примечания

  1. Род принят в широком объёме (включающем Neocosmospora, Albonectria и другие мелкие роды) согласно:
    Geiser D. M., Aoki T., Bacon C. W. et al. One Fungus, One Name: Defining the Genus Fusarium in a Scientifically Robust Way That Preserves Longstanding Use // Phytopathology. — 2013. — Vol. 103 (5). — P. 400—408. — doi:10.1094/PHYTO-07-12-0150-LE.
  2. Fusarium poae (Peck) Wollenw. Species Fungorum. Дата обращения: 29 июля 2025.
  3. Fusarium poae. Pesticidy.ru. Дата обращения: 29 июля 2025.
  4. Fusarium poae. Знание.Вики. Дата обращения: 29 июля 2025.
  5. 1 2 3 Fusarium poae. National Center for Biotechnology Information. Дата обращения: 29 июля 2025.
  6. Fusarium poae. MycoBank. Дата обращения: 29 июля 2025.
  7. 1 2 Stenglein, S. A. Fusarium poae: A pathogen that needs more attention. Journal of Plant Pathology (2009). Дата обращения: 29 июля 2025.
  8. Dinolfo, M. I. & Stenglein, S. A. Fusarium poae and mycotoxins: Potential risk for consumers. Boletín de la Sociedad Argentina de Botánica (2014). Дата обращения: 29 июля 2025.
  9. Fusarium poae – an emerging threat to wheat production in the Czech Republic. Canadian Journal of Plant Pathology (1 ноября 2019). Дата обращения: 29 июля 2025.
  10. Characterization of a Fusarium poae world-wide collection by using molecular markers. ResearchGate. Дата обращения: 29 июля 2025.
  11. Fusarium poae NRRL 26941 v1.0. MycoCosm - The Fungal Genomics Resource. Joint Genome Institute. Дата обращения: 29 июля 2025.
  12. Vanheule, A. et al. Genomic structure and diversity of the trichothecene mycotoxin gene clusters in four species of the Fusarium incarnatum-equiseti species complex. BMC Genomics (27 сентября 2017). Дата обращения: 29 июля 2025.
  13. Enniatins: An Updated Review on Their Occurrence, Bioactivity, and Detection in Food. Toxins (Basel) (26 апреля 2023). Дата обращения: 29 июля 2025.
  14. Debunking the Myth of Fusarium poae T-2/HT-2 Toxin Production. Journal of Fungi (22 февраля 2024). Дата обращения: 29 июля 2025.
  15. Interactions between Fusarium poae and F. graminearum in vitro and in planta. Pathogens (март 2021). Дата обращения: 29 июля 2025.
  16. 1 2 Биоразнообразие и ареалы основных токсинопродуцирующих грибов рода Fusarium. Cyberleninka.ru. Дата обращения: 29 июля 2025.
  17. 1 2 Видовой состав и токсигенный потенциал грибов рода Fusarium, выделенных из зерна яровой пшеницы в Уральском и Сибирском федеральных округах. Микология и фитопатология (2022). Дата обращения: 29 июля 2025.
  18. 1 2 Debunking the Myth of Fusarium poae T-2/HT-2 Toxin Production. Journal of Agricultural and Food Chemistry (22 февраля 2024). Дата обращения: 29 июля 2025.
  19. Fusarium poae is a weak pathogen of barley, but it is a strong competitor of F. graminearum in head blight disease. PubMed (1 февраля 2019). Дата обращения: 29 июля 2025.
  20. Fusarium poae—A Mycotoxin Producer of Increasing Concern for Cereal Quality and Safety. Toxins (Basel) (сентябрь 2021). Дата обращения: 29 июля 2025.
  21. Infection Time and Toxin Contamination of Fusarium poae in Spring Oat and Wheat. Agronomy (декабрь 2022). Дата обращения: 29 июля 2025.

Литература

Категории