Защита растений активируется утром для отражения атаки

Исследователи из Университета Дьюка обнаружили, что растение Arabidopsis усиливает свою иммунную систему по утрам, готовясь к максимальному наплыву инфекционных спор, которые выделяет патогенная ложная мучнистая роса Hyaloperonospora.

Это первый случай, когда показано, что защитные системы растения работают в суточном (циркадном) ритме — даже при отсутствии патогенов. Работа опубликована 3 февраля в журнале Nature.

• Причина ритма: Мощные химические соединения, которые Arabidopsis использует для борьбы с инфекцией, энергозатратны в производстве и потенциально вредны для самого растения в долгосрочной перспективе. Поэтому суточный цикл их выработки безопаснее и эффективнее, чем постоянное наличие.

• Время атаки: Утром, когда высыхает роса, тело патогена, несущее споры, скручивается и разбрасывает их по воздуху. Arabidopsis, по-видимому, «знает» об этом.

• Экспериментальное подтверждение:

  • Обнаружено 22 гена иммунного ответа с ритмичными паттернами экспрессии.
  • При заражении спорми в «сумерки» (в искусственных 12-часовых условиях) уровень инфицирования был намного выше, чем на «рассвете».
  • Мутанты Arabidopsis, лишенные ключевого компонента часов CCA1, страдали от более высоких показателей заражения. Напротив, линия растений, экспрессирующая CCA1 постоянно, демонстрировала повышенную устойчивость.

Биолог Роберт МакКланг из Дартмутского университета отмечает, что это открытие завершает набор экологических угроз, которыми управляют циркадные часы растения. Хотя пока находка специфична для Arabidopsis и Hyaloperonospora, вероятно, подобная система будет обнаружена у других растений и патогенов.