Бактерия перехватывает программу созревания плодов у цитрусовых для кражи сахаров
Бактериальный патоген Xanthomonas citri, вызывающий рак цитрусовых, активирует отдельные части программы созревания плодов в инфицированных листьях. В норме эта программа делает плоды мягкими и сладкими по мере высвобождения сахаров. Однако бактерия захватывает этот специфичный для плодов механизм в тканях листа, заставляя растение-хозяина высвобождать сахара, которые иначе были бы недоступны Xanthomonas как источник питательных веществ. В результате патоген может расти до ста раз быстрее.
Международная исследовательская группа под руководством профессора Томаса Лахае из Центра молекулярной биологии растений Тюбингенского университета обнаружила эту сложную стратегию. Их работа, опубликованная в журнале Science, раскрывает, как микробные патогены перехватывают программы развития растения-хозяина.
Механизм захвата
- Бактерия Xanthomonas citri использует сириноподобный белковый комплекс для введения в клетки растений различных эффекторных белков.
- Один ключевой эффекторный белок перемещается в ядро клетки-хозяина (её контрольный центр).
- В ядре бактериальный эффектор активирует выработку растительного регулятора, который включает программу созревания, компоненты которой в норме производятся только в плодах.
- Запуск этой фруктовой программы в листьях приводит к высвобождению сахаров, связанных в клеточной стенке, прямо в зону роста бактерий.
Биоинформатическое подтверждение
Сравнение генов, активированных в инфицированных листьях и в созревающих плодах, выявило поразительное сходство между двумя наборами генов. Это показало, что программа, запускаемая бактерией в листьях, по сути имитирует естественную программу созревания плодов.
Исследователи также показали, что цитрусовый регуляторный белок — и его аналог у томатов — активируют схожие по структуре программы созревания как в томатах, так и в цитрусовых плодах.
Практическое значение
- Борьба с болезнью: Новое понимание механизма инфекции открывает пути для создания устойчивых к вредителям растений.
- Управление созреванием: Полученные знания о регуляции созревания плодов могут лечь в основу методов тонкой настройки этого процесса. В будущем это может помочь регулировать как твердость, так и сладость томатов и цитрусовых.