Как метаболиты гриба Eutypa lata активируют защитные механизмы винограда

Болезни виноградного ствола (GTDs) представляют растущую угрозу для виноградарства, вызывая экономические потери и снижение качества вина. Традиционные методы защиты, такие как применение арсенита, запрещены из-за токсичности. В связи с изменением климата распространение GTDs увеличивается, что требует новых стратегий борьбы.

Исследование, опубликованное в Horticulture Research в июне 2022 года, было сосредоточено на Eutypa Dieback, вызываемом грибом Eutypa lata. Этот патоген выделяет фитотоксичные соединения, подавляющие защиту растения-хозяина.

Целью работы было понять влияние вторичных метаболитов E. lata — ацетиленических фенолов эутипина, эутипинола, сиккейна и эулатинола — на защитные механизмы растений.

Ключевые методы и результаты:

• Использовалась линия винограда с микротрубочками, меченными GFP, для наблюдения клеточных реакций.
• Эутипин активирует защитные механизмы в основном благодаря своей фенольной части, а не ацетиленовой боковой цепи.
• Альдегидная группа на фенольном кольце играет решающую роль в запуске защитных реакций. Её восстановление до спиртовой группы (эутипинол) значительно снижает активность.
• Эутипин вызывал быстрый приток кальция и внеклеточное ощелачивание (измеряемое по изменению pH) в клетках V. rupestris.
• Эутипин значительно повышал экспрессию защитных генов, таких как PAL и RS, в то время как эутипинол и другие соединения почти не влияли на активацию генов.
• Эутипин, эутипинол и сиккейн вызывали лишь незначительную гибель клеток. При этом эутипинол специфически разрушал кортикальные микротрубочки (важный элемент раннего защитного ответа), а эутипин — нет, что указывает на разные механизмы действия.
• Аналоги эутипина и эутипинола активировали приток кальция и вызывали слабую активацию защитных генов.
• Способность соединений вызывать защитные реакции была подтверждена на листьях винограда и томата.

Вывод: Исследование раскрывает сложное взаимодействие грибных соединений и иммунитета растений, показывая, как разные химические группы в молекулах по-разному влияют на защитные механизмы. Эти данные важны для разработки будущих стратегий управления GTDs в условиях изменения климата.