Учёные обнаружили белок, естественным образом повышающий устойчивость пшеницы к фузариозу колоса

Фузариоз колоса (Fusarium Head Blight, FHB) — серьёзное заболевание злаковых культур (пшеницы, ячменя), наносящее ущерб фермерам по всему миру. С начала 1990-х годов болезнь сокращает посевные площади и увеличивает стоимость производства пшеницы в США, что повышает затраты для переработчиков, таких как мукомолы и пивовары.

Заболевание вызывает грибок, производящий термостабильные трихотеценовые микотоксины, способствующие его распространению. Чтобы остановить болезнь, селекционеры работают над созданием сортов с повышенной устойчивостью к FHB. Команда фитопатологов, в основном из Университета Рутгерса, создала линии пшеницы, сверхэкспрессирующие два неспецифических белка-переносчика липидов (nsLTP). Это усилило защиту от грибка и привело к снижению уровня одного из основных микотоксинов.

«Мы обнаружили, что белок AtLTp4.4 из большого семейства генов nsLTP обладает как противогрибковыми, так и антиоксидантными свойствами, — сказал Джон Маклафлин. — Это первое исследование, показывающее двойную функцию nsLTP, и первое, изучающее, как эти функции способствуют устойчивости пшеницы к FHB».

Открытие того, что гены, подобные nsLTP, могут повышать устойчивость к FHB, пополняет каталог генов, доступных селекционерам для программ по выведению новых сортов. Это открытие также открывает новые направления для исследований.

«Мы изучаем, влияет ли сверхэкспрессия nsLTP в ячмене на устойчивость к FHB и улучшает ли увеличение количества nsLTP в зерне антиоксидантные свойства солода, — отметил Маклафлин. — Кроме того, предполагается, что nsLTP улучшают срок хранения пива и стабильность его вкуса, и мы это проверим».

Их исследование также подчёркивает необходимость лучше понять связь между индукцией активных форм кислорода и производством/накоплением микотоксинов у злаков. Учёные обнаружили, что обработка трихотеценами листовой ткани пшеницы и накопление активных форм кислорода (независимо от присутствия грибка) могут значительно изменяться при сверхэкспрессии nsLTP.

«Наше исследование показывает, что мутанты с приобретённой функцией можно использовать для повышения устойчивости растений к болезням, а наша статья демонстрирует некоторые методы изучения механизмов этой устойчивости», — добавил Маклафлин.