Как растения становятся зомби
Некоторые растения становятся «зомби», и учёные выяснили, как бактерии-паразиты превращают их в живых мертвецов.
«Впервые мы можем раскрыть, как происходит это замечательное манипулирование», — говорит профессор Саския Хогенхаут из Центра Джона Иннеса.
Паразит в её исследовании зависит как от насекомых для распространения, так и от растений для роста. Он заставляет растение превращать свои цветы в листовую ткань, жертвуя репродуктивным успехом и становясь стерильным. Теперь это растение-зомби — «мёртвое» для будущего и существующее только для выгоды бактерий.
Учёные обнаружили, что паразитическая бактерия производит белок SAP54, который необходим для этого процесса. Активность этого белка зависит от семейства растительных белков под названием RAD23.
Эти бактерии поражают широкий спектр растений, превращая цветы в зелёную листовую ткань или вызывая чрезмерное образование стеблей («ведьмины мётлы»). Сейчас с ними борются с помощью инсектицидов, так как они заражают важные культуры: кукурузу, пшеницу, морковь, томаты, картофель, рапс и виноград. Это исследование может привести к новым способам контроля без пестицидов — путём нарушения работы белка.
Когда цикадки питаются заражённым растением, бактерии колонизируют насекомых, включая их слюнные железы. Если насекомое, высасывая сок другого растения, выделяет слюну, бактерии попадают в новую растительную ткань. Бактерии начинают работать, делая растение более привлекательным для цикадок.
С помощью белков SAP54 и RAD23 растение вынуждают превращать цветы в листоподобный материал, что делает его более привлекательным для цикадок. Цикадки подхватывают бактерии с заражённых растений во время питания и затем могут распространять патоген на новые растения.
«Этот паразит не способен выжить без своих насекомых и растений-хозяев, и мы показали, что белок паразита связывает различные процессы в растении-хозяине, чтобы манипулировать как им, так и насекомым-переносчиком», — говорит профессор Хогенхаут.
«Захватывающе осознавать, что эта бактерия способна манипулировать ростом растений и поведением насекомых в своих интересах», — добавляет доктор Аллисон Маклин из Центра Джона Иннеса, первый автор исследования, опубликованного в PLOS Biology.
Исследование закладывает основу для понимания того, как другие паразиты растений, например грибы, перепрограммируют их развитие.