Эндолизин LasLYS2 — перспективный ген для борьбы с позеленением и раком цитрусовых
Позеленение цитрусовых (Huanglongbing, HLB), вызываемое бактерией Candidatus Liberibacter asiaticus (CaLas), является главной угрозой для цитрусовых деревьев в мире, нанося индустрии ежегодные убытки в миллиарды долларов. Устойчивых сортов и эффективных методов лечения не существует.
Рак цитрусовых, вызываемый бактерией Xanthomonas citri pv. citri (Xcc), — ещё одно разрушительное заболевание, поражающее почти все сорта и находящееся в фазе вспышки.
Бактериофаги — естественные враги бактерий. Они используют систему Holin-эндолизин для секреции ферментов-эндолизинов, разрушающих клеточную стенку хозяина, что можно рассматривать как «ген бактериального самоубийства».
В августе 2023 журнал Horticulture Research опубликовал исследование "An endolysin gene from Candidatus Liberibacter asiaticus confers dual resistance to Huanglongbing and citrus canker".
Ключевые результаты исследования:
- Из генома CaLas были клонированы два гена эндолизинов: LasLYS1 и LasLYS2.
- In vitro тесты показали, что LasLYS2 обладает выраженной бактерицидной активностью против нескольких видов ризобий и Xcc.
- Более чем двухлетние испытания в теплице подтвердили, что растения с генами LasLYS1 и LasLYS2 обладают устойчивостью к HLB.
- Трансгенные растения LasLYS2 не только не проявляли симптомов HLB (хлороз листьев, гниль корней), но и полностью очищались от CaLas.
- Эти же растения также показали устойчивость к раку цитрусовых.
- Экспрессия LasLYS1 и LasLYS2 в цитрусовых способствует росту полезных бактерий (Burkholderiaceae, Rhodanobacteraceae) и подавляет патогенные семейства (Xanthomonadaceae, Rhizobiaceae) в корнях.
- Lyz domain 2 был определён как ключевой бактерицидный мотив LasLYS2.
- На основе структур LasLYS1 и LasLYS2 исследователи синтезировали четыре новых эндолизина с активностью против CaLas и Xcc.
Вывод
Исследование открывает путь для создания инженерных бактерицидных белков и выведения новых сортов цитрусовых с широким спектром устойчивости к HLB и раку.