Бактерия обходит защиту томатов, демонстрируя эволюционную войну

Эволюция у некоторых видов, таких как бактерия Xanthomonas, вызывающая бактериальную пятнистость листьев томатов и перцев, происходит настолько быстро, что её можно наблюдать в реальном времени.

Новое исследование Университета Иллинойса показывает, что вид X. euvesicatoria (Xe) эволюционировал, чтобы избежать обнаружения иммунной системой томатов.

Как работает защита и как её обходят

Иммунная система томата отслеживает бактерии с помощью рецепторов, которые химически распознают флагеллин — белок жгутиков, позволяющих бактериям двигаться. Исследование показало, что один из рецепторов томата, FLS3, больше не распознаёт флагеллин у Xe.

• Белки флагеллина у Xe изменились всего на одну аминокислоту, но этого достаточно, чтобы избежать связывания с рецептором FLS3 томата.

Последствия для сельского хозяйства

Способность Xe обходить защиту означает, что фермеры не могут полагаться на естественную устойчивость растений и вынуждены бороться с болезнью другими способами, например, опрыскиванием медьсодержащими пестицидами.

Угроза распространения стратегии

В некоторых регионах, включая Средний Запад США, большую проблему представляют другие виды Xanthomonas — X. perforans и X. gardneri (Xp и Xg). Томаты пока устойчивы к ним, но существует риск, что Xe передаст свою стратегию уклонения этим генетически близким видам через обмен генетическим материалом.

Сложность селекции

Склонность бактерий быстро эволюционировать и преодолевать защиту растений делает селекцию томатов на устойчивость крайне сложной. Это похоже на игру «ударь крота»: к моменту вывода нового устойчивого сорта популяция патогена уже может измениться. Это вынуждает продолжать полагаться на химические обработки для поддержания рентабельности производства.