Ген Knr4 — ключ к контролю над опасными грибковыми патогенами пшеницы

Исследование учёных из Rothamsted Research, Университета Бата и Университета Эксетера выявило критический ген Knr4, делающий грибковые патогены особенно вирулентными. Нацеливание на этот ген или кодируемый им белок может открыть новые пути борьбы с болезнями растений.

Суть открытия

  • Учёные впервые смоделировали взаимодействие патогена и растения-хозяина для болезней пшеницы Fusarium Head Blight (FHB) и Septoria tritici blotch (STB).
  • Из более чем 14 000 генов в геноме был идентифицирован белок Knr4 как ключевой драйвер инфекции.
  • Knr4 регулирует скорость роста и чувствительность к стрессу, и необходим для полной вирулентности Fusarium.

Результаты эксперимента

  • «Выключение» (нокаут) гена Knr4 у Fusarium привело к полной неспособности патогена распространяться в колосе пшеницы.
  • Аналогичная делеция гена вызвала снижение вирулентности у Septoria.

Почему это важно?

  1. Специфичность: Белок Knr4 встречается только у грибов, но не у растений или животных. Это означает, что его можно таргетировать, не нанося вреда культурам, людям или другим животным.
  2. Аналогия: Ген Knr4 действует как критически важный «хаб» в биологической сети гриба. Его нарушение приводит к «коллапсу» сети и остановке распространения патогена.
  3. Актуальность: FHB и STB входят в пятёрку главных причин потерь урожая и качества пшеницы в мире, ежегодно вызывая по 2%–3% потерь. Ужесточение регуляции фунгицидов и растущая резистентность патогенов создают потребность в новых мишенях для контроля.

Перспективы применения

Контроль над патогенами через ген Knr4 может быть достигнут двумя путями:

  • Разработка химических фунгицидов, нарушающих функцию белка Knr4.
  • Применение методов РНК-интерференции для снижения экспрессии гена у гриба.

Цитата руководителя исследования, доктора Эрики Кролл: «Этот белок есть только у грибов... Если мы нацелимся на Knr4, мы сможем снизить заразность патогенных грибов, не вредя пшенице, нам самим или другим животным. Это может стать переломным моментом в контроле над этими серьёзными патогенами».

2025-01-09