Учёные обнаружили генетическую защиту цитрусовых от болезни позеленения плодов

Цитрусовая индустрия сталкивается с серьёзными проблемами из-за болезни позеленения плодов (Huanglongbing, HLB), переносимой азиатской цитрусовой листоблошкой (Asian citrus psyllid, ACP). Традиционные методы борьбы часто неэффективны и вредны для окружающей среды.

Исследователи из Гуандунской академии сельскохозяйственных наук и Южно-Китайского сельскохозяйственного университета опубликовали исследование в журнале Horticulture Research 1 апреля 2024 года. Они раскрыли роль двух ферментов цитохрома P450 у апельсина (Citrus sinensis) в защите от ACP.

Ключевые ферменты и механизм защиты

  • Исследование выявило два фермента цитохрома P450: CsCYP82L1 и CsCYP82L2.
  • Эти ферменты отвечают за биосинтез летучих веществ, индуцированных растительноядными организмами (herbivore-induced plant volatiles, HIPVs) — DMNT и TMTT.
  • Эти летучие соединения отпугивают вредителей и привлекают их естественных врагов, обеспечивая двойной механизм защиты.

Экспериментальное подтверждение

  • Анализ количественной ПЦР в реальном времени (qPCR) показал значительную активацию генов CsCYP82L1 и CsCYP82L2 в листьях цитрусовых после заражения ACP.
  • Экспрессия в рекомбинантных дрожжах и ферментные анализы подтвердили, что:
    • CsCYP82L1 превращает (E)-неролидол в DMNT.
    • CsCYP82L2 превращает (E)-неролидол в DMNT, а (E,E)-гераниллиналоол — в TMTT.
  • Трансгенные каллусы цитрусовых, сверхэкспрессирующие эти гены, производили больше летучих веществ, что снижало предпочтение ACP в поведенческих тестах.

Значение открытия

Ведущий исследователь доктор Синьсинь Чжан отметил: «Это открытие — значительный шаг вперёд в понимании механизмов защиты растений. Генетически усиливая экспрессию CsCYP82L1 и CsCYP82L2, мы можем потенциально создать сорта цитрусовых, естественно устойчивые к ACP, снизив зависимость от химических пестицидов и сдерживая распространение HLB».

Это открытие может привести к созданию новых устойчивых сортов, более устойчивой практике цитрусоводства и снижению экологического ущерба. Подход также открывает путь для генетической борьбы с другими вредителями в сельском хозяйстве.

2024-06-06