Как патогены растений используют гормоны хозяев для заражения

Биологи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе раскрыли механизм, с помощью которого патогенная бактерия Pseudomonas syringae манипулирует гормональной системой растений для успешного заражения. Исследование, опубликованное в PLOS Pathogens, показывает, как патоген синтезирует ауксин — ключевой гормон развития растений — чтобы подавить защитные реакции хозяина.

Роль патогенного ауксина

P. syringae (штамм DC3000) вызывает пятнистость листьев у широкого круга растений, включая томаты. Учёные давно знали, что некоторые микробы способны производить собственный ауксин, но его роль в развитии болезни была плохо изучена.

«Патоген производит важное соединение, которое растение уже создаёт, но слишком много хорошего в итоге оказывается плохо для растения», — пояснила профессор Барбара Кункель. Данные исследования показывают, что дополнительный ауксин меняет реакцию растения таким образом, что это способствует росту патогена внутри ткани листа.

Биохимический механизм

Исследователи:

  1. Обнаружили новый фермент, который P. syringae использует для синтеза ауксина.
  2. Охарактеризовали этот фермент биохимически и определили его трёхмерную структуру (с помощью профессора Джозефа Джеза и постдока Сун Гу Ли).
  3. Создали мутантный штамм бактерии с отключённым ферментом, производящим ауксин, и протестировали его способность вызывать болезнь.

Результаты показали, что ауксин, производимый патогеном, усиливает его способность распространяться в тканях растения, что увеличивает тяжесть симптомов заболевания.

Подавление иммунитета

Растения имеют тонко сбалансированную систему защитных сигнальных путей, контролируемых разными гормонами. Ауксин, производимый бактерией, ослабляет защитный ответ, опосредованный салициловой кислотой.

«По сути, он немного снижает силу этого ответа, достаточно, чтобы позволить патогену размножаться до более высоких уровней, чем обычно», — отметила Кункель.

Это новое понимание открывает возможности для разработки новых стратегий контроля, которые могли бы остановить патоген.