Виром пыльцы зависит от характеристик цветка и места произрастания растения

Среди почти 1500 известных видов вирусов, инфицирующих растения, около 75 ассоциированы с пыльцевыми зернами. Большинство таких вирусов входят в состав семейств Bromoviridae, Partitiviridae и Secoviridae. Ассоциированные с пыльцой вирусы могут быть как связаны с наружной оболочной пыльцевых зерен (экзиной), так и входить в состав самого мужского гаметофита, заключенного в пыльце.

Авторы новой работы, опубликованной в Nature Communications, провели масштабное исследование вирома пыльцы методами метагеномики. Анализировали пыльцу 24 видов диких растений из 16 семейств, не проявляющих внешних признаков заболевания и произрастающих на территории четырех географических регионов США.

Метагеномный подход, использованный учеными, позволил выявить в составе пыльцы все вирусы — патогенные, нейтральные и даже мутуалистические по отношению к растениям. Филогенетический анализ полученных сиквенсов показал, что найденные вирусы не ограничены только ранее описанными видами. Кроме того, распределение ассоциированных с пыльцой вирусов неоднородно как в пределах одного географического региона, так и среди подклассов растений.

В общей сложности ученые выявили в пыльце 22 генома ранее известных вирусов, среди которых для 14 связь с пыльцой была установлена впервые. В числе последних были представители семейств Narnaviridae, Tombusviridae и Tymoviridae, среди которых ранее не были описаны вирусы, ассоциированные с пыльцой.

Наконец, авторы работы собрали шесть геномов, принадлежащих ранее неизвестным РНК-вирусам, и три новых варианта известных вирусов. Среди новых вирусов один входит в состав семейства Amalgaviridae, два — семейства Partitiviridae, три — семейства Narnaviridae.

Все растения, пыльца которых была использована в исследовании, опыляются животными (бабочками, мухами, жуками и птицами) и отличаются размерами соцветий и цветков, симметрией цветков и их долговечностью, «вознаграждением», которое предназначено для опылителя, и его доступностью. Кроме того, они отличались по текстуре пыльцы и размеру пыльцевых зерен.

Оказалось, что у растений с многоцветковыми соцветиями, двусторонне-симметричными цветками и труднодоступным «вознаграждением» в пыльце содержится больше вирусов, чем у растений с одиночными радиально-симметричными цветками и легко доступной «наградой». Кроме того, в более крупных или гладких пыльцевых зернах вирусов меньше, чем в мелких и шероховатых. Обилие вирусов в пыльце связано и с регионом, откуда было взято растение: у растений, обитающих в модифицированных человеком средах, вирусов в среднем больше, чем у тех, что произрастают в дикой природе.

Авторы работы заключили, что опылители играют важнейшую роль в распространении вирусов, ассоциированных с пыльцой. Широкое распространение вирусов пыльцы указывает на то, что необходимо учитывать взаимодействия культурных растений с этими вирусами.