Новое исследование раскрывает молекулярную защиту от разрушительного патогена картофеля

от

Группа учёных, занимающихся изучением растений, добилась значительного прорыва в понимании того, как растения картофеля защищают себя от Spongospora subterranea f. sp. subterranea (Sss) — почвенного патогена, вызывающего паршу — новое и экономически разрушительное заболевание, поражающее посевы картофеля по всему миру.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Molecular Plant-Microbe Interactions, учёные обнаружили, что растения картофеля используют салициловую кислоту (СК) — растительный гормон, известный своей ролью в запуске иммунных реакций, для защиты своих корней от этого необычного захватчика.

Хотя СК широко известна как естественный сигнал защиты у растений, она также имеет историческое значение в медицине человека: это предшественник ацетилсалициловой кислоты, более известной как аспирин.

В отличие от большинства патогенов растений, которые являются грибами или бактериями, Sss — это протист — малоизученная группа одноклеточных организмов, редко изучаемая в исследованиях болезней растений. Поскольку Sss невозможно культивировать в лаборатории, а в почве она сохраняется годами, её изучение было особенно сложным, а борьба с ней с помощью традиционных сельскохозяйственных методов — практически невозможной.

«Растения используют разные иммунные стратегии в зависимости от типа патогена, который их атакует», — объяснил Киваму Танака (Вашингтонский университет штата). «Поскольку Sss ведёт себя как биотроп — патоген, питающийся живыми тканями растений, — мы предположили, что путь салициловой кислоты может быть вовлечён в защиту растения».

Чтобы проверить это, исследовательская группа изучила, как изменяются уровни гормонов в корнях картофеля после заражения Sss. Они обнаружили, что уровни СК резко возросли после заражения, в то время как другие основные гормоны, связанные с защитой, такие как жасмонат, остались неизменными. Дальнейшие генетические эксперименты подтвердили, что нарушение сигнального пути СК делает растения более уязвимыми к инфекции, а его усиление повышает устойчивость — убедительное доказательство того, что салициловая кислота играет центральную роль в иммунном ответе картофеля на Sss.

Команда использовала передовую систему «волосатых корней»: независимые от гормонов корневые структуры были индуцированы бактерией под названием Rhizobium rhizogenes для быстрого изучения взаимодействий между корнями и патогенами в контролируемой среде. В отличие от традиционных почвенных анализов, которые могут занимать месяцы, эта система позволила исследователям получить стабильные результаты заражения всего за 2–4 недели, значительно ускорив процесс исследования.

Угроза, которую представляет Sss, выходит за рамки вызываемой им парши. Sss также может передавать другой вредный агент — вирус картофельной мозаики (PMTV), который вызывает некроз клубней и считается карантинным патогеном в некоторых странах. Это делает Sss двойной угрозой: как повреждающим корневым патогеном и как переносчиком вирусов. Эффективное управление требует комплексной стратегии, включающей устойчивость хозяина, понимание биологии патогена и влияние окружающей среды.

«Впервые у нас появилась чёткая картина того, как картофель естественным образом защищается от такого рода патогенов», — сказал Самодья Джаясингхе (Вашингтонский университет штата), первый автор исследования. «Поскольку Sss так сложно изучать и не существует эффективных методов лечения, наши результаты предлагают жизненно важную основу для разработки сортов картофеля с улучшенной устойчивостью — то, что срочно необходимо мировой индустрии».

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте

Оставьте комментарий