Рецепторные сети — основа иммунитета растений
Новые данные об иммунитете растений формируют новую область исследований, которая может привести к созданию следующего поколения устойчивых к болезням сельскохозяйственных культур.
Эта перспектива описана учёными из Лаборатории Сэйнсбери (The Sainsbury Laboratory, TSL) в статье, которая ставит под сомнение устойчивую и высоковлиятельную модель, установленную в середине XX века.
Американский фитопатолог Гарольд Генри Флор предложил гипотезу «ген-на-ген», объясняющую, как определённые сорта растений могут сопротивляться определённым расам растительных паразитов.
Спустя более 75 лет учёные из TSL в Норидже (Великобритания) описывают, как модель Флора заменяется более сложным взглядом на иммунитет растений.
В статье-перспективе, опубликованной в журнале Science, команда проанализировала последние научные публикации и пришла к выводу, что молекулы растений, действующие как сенсоры вторгающихся паразитов, обычно работают вместе, образуя сети. Эти сети сложнее, чем матрица взаимодействий, предложенная Флором.
«Мы мало знали о том, как работают иммунные сенсоры растений. Недавние исследования показывают, что эти сенсоры растений взаимодействуют друг с другом, чтобы обеспечить более устойчивый и эффективный иммунный ответ», — говорит первый автор статьи Чжи-Хан У.
Юсеф Белхадир, биолог растений из Института Грегора Менделя в Вене (Австрия), не связанный со статьёй, но опубликовавший одни из самых влиятельных работ по этой теме, говорит: «Сетевая особенность иммунных рецепторов позволяет растению интегрировать множественные стимулы из окружающей среды и давать оптимальный ответ. Это растительная версия реакции "бей или беги"».
Действительно, учитывая, что растения обычно укоренены в земле и не могут убежать от атаки, они развили сложную сеть молекул, очень эффективную для обнаружения и отражения атакующих паразитов.
Сетевая особенность этой иммунной системы также полезна для эволюции растений. Она помогает растениям эволюционировать быстрее, чтобы успевать за изменчивыми паразитами, которые постоянно меняются, чтобы избежать иммунной системы растения. Это имеет значение для выведения сельскохозяйственных культур, устойчивых к атакам паразитов.
Лида Деревнина, автор исследования, добавила: «Улучшенное понимание иммунных систем растений может позволить оптимально использовать и внедрять устойчивость к болезням в сельском хозяйстве. Мы теряем значительную часть урожая из-за патогенов. Фундаментальные знания, которые мы получили, могут напрямую направлять новые стратегии селекции растений».
Авторы заключают, что формируется новая область, изучающая сети иммунных рецепторов растений.
Старший автор статьи Софиен Камун говорит: «Модель Гарольда Флора была чрезвычайно проницательной и эффективной в руководстве как прикладными, так и фундаментальными исследованиями. Но двигаясь вперёд, нам необходимо охватить всю сложность иммунных систем растений, чтобы развивать знания и создать следующее поколение устойчивых к болезням культур».