Kukuřice patří k hojně pěstovaným zemědělským plodinám. K jejím přednostem patří zejména bohatý výběr variet, které dovedou vyprodukovat odpovídající výnos v různých podmínkách, a všestranné využití ve výživě člověka i hospodářských zvířat, ale i v průmyslu, a to nejenom tom potravinářském. Nicméně předpokladem úspěchu je zdraví porostu.
Kukuřice patří k základním plodinám pro výrobu krmiv, potravin i biopaliv, jejíž hodnota například v ekonomice státu Michigan se pohybuje na úrovni kolem 4 miliard US dolarů ročně. Avšak podle vědců z Michigan State University (MSU) nejsou znalosti o patogenech vyskytujících se na michiganských kukuřičných polích zrovna velké. Proto si skupina vědců z Department of Plant, Soil and Microbial Sciences na MSU dala za cíl lépe porozumět populacím místních patogenů, a to především u mladých rostlin, přičemž výsledky by měly pomáhat nejenom při zvládání chorob u kukuřice, ale též u sóji a pšenice. Jejich výzkum by měl vést ke komplexnějšímu pochopení příčin vzniku a šíření chorob mladých rostlin, ale i kořenových hnilob. Tím by se umožnil cílenější přístup k ochraně rostlin, a to od šlechtění odolnějších hybridů po testování nových fungicidů či zdokonalení pěstitelské praxe.
Jejich výzkum se zaměřoval na řasovky (oomycety, Oomycota), jež zahrnují některé z nejvíce devastujících rostlinných patogenů, z nichž právě některé způsobují choroby mladých rostlin a kořenové hniloby. Vědci použili jak tradiční metody izolace patogenů, tak sekvenování amplikonů k identifikaci nejčetnějších oomycet u mladých rostlin kukuřice, ale i detailní charakteristiky izolátů z hlediska jejich schopnosti způsobovat choroby kukuřice. Podle vědců se jednalo o jedinečnou studii, při níž díky kombinaci těchto metod získali přehled o oomycetách v půdě i na mladých rostlinách kukuřice, ale také jim to umožnilo fenotypování virulence a citlivosti na fungicidy.
Houba Ustilago maydis je dalším z patogenů, který napadá kukuřici a může způsobit značné škody. Infikuje a rozmnožuje se v nadzemních částech rostliny kukuřice. V místě infekce často dochází k masivnímu růst tkáně připomínající nádor a tyto útvary mohou dosáhnout velikosti dětské hlavy. Růst těchto novotvarů je spouštěn molekulami – efektory – uvolněnými houbou, které zmanipulují metabolismus rostliny, potlačují její imunitní systém a podporují dělení a růst buněk kukuřice. Navíc zasahují do signální dráhy regulované rostlinným hormonem auxinem, která podle profesora Armina Djamei, vedoucího oddělení fytopatologie na INRES institutu univerzity v Bonnu, způsobuje nárůst tkáně a spotřebu živin a energie, jež pak rostlině chybí k obraně proti infekci.
Vědci chtěli zjistit, jak tato houba podporuje tyto procesy, a proto pátrali po genetickém materiálu, který jí umožňuje řídit auxinovou signální dráhu hostitelské rostliny a tím i její buněčný růst. Výzkum byl zahájen v Institutu Gregora Mendela ve Vídni. Později pokračoval na Leibnizově institutu v Gaterslebenu a následně i na univerzitě v Bonnu. Djamei a jeho spolupracovníci uspěli. Podařilo se jim identifikovat pět genů (nazývaných Tip1 až Tip5), které houba používala k manipulaci s auxinovou signální dráhou hostitelské rostliny, aby se vytvořily typické novotvary. Geny pomohly houbě vytvořit příslušné proteiny, jež se dokázaly navázat na specifický protein v rostlině kukuřice, který fungoval jako centrální spínač, který potlačil procesy chránící rostlinu, ale naopak umožnil ty, které houbě prospívaly a pomáhaly efektivně infikovat rostlinu. Tyto poznatky by mohly posloužit u řady dalších patogenů, které dovedou zasáhnout do auxinové signální dráhy infikovaných hostitelů, a pomoci lépe porozumět infekčním procesům u důležitých chorob rostlin. Podle vědců byly jejich výsledky zajímavé zejména pro základní výzkum a jejich prostřednictvím mělo být možné poprvé velmi cíleně ovlivňovat konkrétní účinky auxinové signální dráhy a tím ještě přesněji objasnit účinek těchto důležitých rostlinných hormonů.
