Как растения борются с болезнями?

Исследование на соевых растениях, проведённое под руководством фитопатолога Вэньбо Ма из Калифорнийского университета в Риверсайде, позволило совершить прорыв в понимании взаимодействий растений и патогенов. Работа опубликована в мартовском номере журнала Cell Host & Microbe.

Суть открытия

• Бактериальные патогены атакуют изофлавоны — группу соединений в клетках растений, которые защищают растение от бактериальной инфекции.
• Патогены вводят в клетки растений вирулентные белки HopZ1 через иглоподобные структуры.
• Эти белки существенно снижают выработку изофлавонов, что способствует развитию болезни.

Бесконечная "гонка вооружений"

Растение, обнаружив присутствие белка HopZ1, запускает мощную защитную реакцию, включая выработку очень большого количества изофлавонов. В ответ патогену приходится разрабатывать новые стратегии: менять тип вводимых белков, не вводить их вообще или делать это так, чтобы избежать обнаружения растением. Таким образом, вирулентные белки бактерий и растение-хозяин вовлечены в бесконечную "гонку вооружений".

"Мы вводим новый взгляд на эту тему, а именно, что патогены эволюционировали стратегии для прямой атаки на производство растительных антимикробных соединений, таких как изофлавоны, тем самым нарушая защитный механизм растения", — поясняет Вэньбо Ма.

Значение исследования

• Результаты помогают понять фундаментальные механизмы защиты растений и могут быть экстраполированы на другие культуры.
• Работа возобновляет исследования, начатые около 30 лет назад пионером молекулярной фитопатологии Ноэлом Кином.
• Понимание того, как именно функционируют изофлавоны, позволит разработать эффективные стратегии для защиты сельскохозяйственных растений — как для лечения, так и для профилактики заболеваний.

Дальнейшие цели

Лаборатория Ма также изучает, почему среди экологически схожих бактерий одни вызывают болезни, а другие нет, и как растения эволюционируют для защиты от инфекций.

"Патогены становятся мудрее в отношении стратегий борьбы с болезнями, которые мы используем в сельском хозяйстве. Это эволюция в действии. Но, обладая фундаментальными знаниями о том, как патогены вызывают заболевание, мы можем разработать устойчивые и применимые стратегии для борьбы с болезнями", — резюмирует исследователь.