Устойчивость к мучнистой росе или фертильность?

Исследовательская группа под руководством Уэли Гроссниклауса из Цюрихского университета обнаружила неожиданную связь между восприимчивостью растений к мучнистой росе и их способностью к размножению.

• Мучнистая роса — это грибок, вызывающий огромные потери урожая. Механизм проникновения его гиф в клетки растений был мало изучен.
• Группа Гроссниклауса, изучающая размножение растений на модели Arabidopsis thaliana, обнаружила мутант nortia. Этот ген, вместе с ранее открытым геном FERONIA, играет ключевую роль в коммуникации при оплодотворении.
• Структура NORTIA оказалась очень похожей на структуру гена Mlo ячменя, ответственного за восприимчивость к мучнистой росе. Мутации в mlo дают устойчивость ко многим штаммам грибка.
• Процессы опыления и грибковой инфекции используют сходные механизмы: и пыльцевая трубка, и гифа гриба проникают в ткань растения за счет роста кончика (tip growth).
• Ключевое открытие: Хотя NORTIA экспрессируется только в репродуктивных органах, FERONIA экспрессируется по всему растению, включая эпидермис листьев. Исследования показали, что растения Arabidopsis с диким типом гена FERONIA восприимчивы к мучнистой росе, а растения с инактивированным геном feronia — устойчивы.
• Обратная сторона: Растение платит за эту устойчивость высокую цену — оно становится стерильным. Оба процесса идентификации (пыльцевой трубки или грибной гифы) используют одни и те же или очень похожие молекулы. Это объясняет, почему в ходе эволюции растения не смогли избавиться от гена, вызывающего восприимчивость к мучнистой росе.

Это открытие показывает, насколько сложной задачей будет создание культур (помимо ячменя) с постоянной устойчивостью к мучнистой росе, не жертвуя при этом фертильностью.