Совместная исследовательская группа из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США и Университета штата Вашингтон совершила важное открытие в области фитопатологии. Им удалось идентифицировать специфический белок, который гриб-патоген Sclerotinia sclerotiorum использует для нейтрализации естественной защиты растений. Этот возбудитель является причиной опасного заболевания — склеротиниоза, или белой гнили, поражающего широкий спектр сельскохозяйственных культур.
Белок, названный SsPINE1, стал тем недостающим звеном, которое долгое время искали учёные. Его обнаружение открывает перспективы для создания принципиально новых, более эффективных и целенаправленных методов защиты растений от этого губительного гриба, который наносит урон таким культурам, как картофель, соя, подсолнечник, рапс и горох.
Фото: www.ars.usda.gov
Экономический ущерб и механизм заражения
Ежегодные потери от вспышек склеротиниоза в мировом масштабе оцениваются почти в миллиард долларов. Гриб Sclerotinia sclerotiorum разрушает растения, выделяя ферменты полигалактуроназы (ПГ). Эти ферменты буквально растворяют клеточные стенки, приводя к гниению и гибели тканей. В ответ растения вырабатывают защитные белки-ингибиторы (PGIP), которые должны блокировать действие грибных ферментов. Однако, как показала практика, патоген часто успешно обходит эту линию обороны. До последнего времени механизм, позволяющий грибу это делать, оставался загадкой.
Ход исследования и ключевой эксперимент
По словам фитопатолога Вейдуна Чена, прорыв стал возможен благодаря тщательному анализу секретома гриба — всего комплекса веществ, которые он выделяет во внешнюю среду. Среди этих веществ и был найден белок SsPINE1.
Чтобы доказать его решающую роль, учёные провели решающий эксперимент: с помощью методов генетического редактирования они «выключили» ген, ответственный за производство SsPINE1, у гриба Sclerotinia sclerotiorum. Результат был впечатляющим: модифицированный гриб, лишённый этого белка, практически утратил свою патогенность и не мог эффективно заражать растения. Этот опыт наглядно продемонстрировал, что именно SsPINE1 служит тем самым «ключом», который гриб использует, чтобы отключить защитную систему растения.
«Это дало ответ на все вопросы, которые учёные задавали в течение последних 50 лет: почему эти грибы всегда преодолевают защиту растений?».
Киваму Танака — доцент кафедры патологии растений Вашингтонского государственного университета и соавтор статьи
Перспективы открытия
Открытие белка SsPINE1 имеет фундаментальное значение. Оно не только объясняет давнюю загадку взаимодействия патогена и растения, но и задаёт новые векторы для практических разработок. Теперь селекционеры могут целенаправленно работать над созданием сортов и гибридов, устойчивых к склеротиниозу, например, тех, которые производят модифицированные формы PGIP, не распознаваемые грибным белком.
Кроме того, исследование показало, что аналогичную стратегию используют и другие родственные грибные патогены, что расширяет потенциальную область применения этого открытия для защиты от целой группы заболеваний.
Подготовлено по материалам www.ars.usda.gov.
Больше свежих и актуальных новостей читайте на нашем интернет-портале «ГлавАгроном».
#научные исследования #агрономия #агроном
Еще по теме здесь: Хозяйство.
Источник: Обнаружен белок, препятствующий борьбе со склеротиниозом.