Ученые раскрыли молекулярную защиту картофеля от опасного патогена
Исследователи выяснили, как растения картофеля защищают свои корни от Spongospora subterranea f. sp. subterranea (Sss) — почвенного патогена, вызывающего порошистую паршу, экономически значимое заболевание во всем мире.
В исследовании, опубликованном в Molecular Plant-Microbe Interactions, установлено, что для защиты корней от этого необычного патогена картофель использует салициловую кислоту (SA) — растительный гормон, известный своей ролью в запуске иммунных реакций.
Sss — это протист, одноклеточный организм, редко изучаемый в контексте болезней растений. Он ведет себя как биотроф, питаясь живыми тканями. Патоген невозможно культивировать в лаборатории, и он сохраняется в почве годами, что делает его изучение и контроль крайне сложными.
Роль салициловой кислоты
- Уровень SA в корнях картофеля резко возрастал после заражения Sss.
- Уровни других ключевых гормонов защиты, например, жасмоновой кислоты, не менялись.
- Генетические эксперименты подтвердили: нарушение пути сигналинга SA повышало восприимчивость растений к инфекции, а его усиление — улучшало устойчивость. Это доказывает центральную роль салициловой кислоты в иммунном ответе на Sss.
Инновационная методика
Для ускорения исследований команда использовала систему «волосатых корней» (hairy root). Гормонально-независимые корневые структуры, индуцированные бактерией Rhizobium rhizogenes, позволили изучать взаимодействие корня с патогеном в контролируемых условиях. Вместо месяцев, требуемых для традиционных почвенных анализов, система давала воспроизводимые результаты за 2–4 недели.
Двойная угроза
Sss представляет двойную опасность:
- Как возбудитель порошистой парши.
- Как переносчик вируса веретеновидности клубней картофеля (potato mop-top virus, PMTV), который вызывает некроз клубней и является карантинным патогеном в ряде стран.
«Это первый раз, когда у нас появилась четкая картина того, как картофель естественным образом защищается от этого типа патогена, — говорит первый автор исследования Самодия Джаясингхе. — Поскольку Sss так сложно изучать и не существует эффективных методов борьбы, наши результаты закладывают жизненно важную основу для создания сортов картофеля с повышенной устойчивостью».