Использование природы для защиты корней сои
Микроскопическая соевая цистообразующая нематода (SCN) наносит огромный ущерб. Этот вредитель прикрепляется к корням сои, питается их питательными веществами и ежегодно обходится фермерам в миллиарды долларов потерь урожая. Существующие методы борьбы с SCN теряют эффективность из-за развития у вредителя устойчивости.
Коллектив ученых из BASF Agricultural Solutions и Advanced Bioimaging Laboratory в Donald Danforth Plant Science Center исследует потенциальное решение — специальный белок Cry14. Их исследование, опубликованное в журнале Molecular Plant-Microbe Interactions, показывает, как Cry14 может изменить борьбу с SCN.
Команда под руководством Р. Говарда Берга разработала способ генетически оснастить растения сои этим белком. Этот подход, давно используемый в кукурузе и хлопчатнике для борьбы с насекомыми-вредителями, впервые успешно применен для защиты корней сои от питания SCN.
Исследование демонстрирует, что комбинация Cry14 с существующими методами обработки снижает популяцию SCN в корнях сои, что в конечном итоге приводит к повышению урожайности.
Команда также изучила механизм защиты. Белок Cry14 превышает ранее предполагаемый размерный предел для поглощения нематодой. Однако с помощью современной электронной микроскопии ученые впервые зафиксировали изображения белка Cry14 внутри кишечника SCN, питавшихся растениями сои, экспрессирующими этот белок. Это прямое доказательство того, что Cry14 может поглощаться нематодами.
Впервые с помощью электронной микроскопии высокого разрешения была задокументирована картина повреждений, вызванных Cry-белком: лизис мембран клеток кишечника, приводящий к гибели клеток. Это подтверждает ожидаемый механизм действия Cry-белков.
Данное исследование открывает путь для использования других Cry-белков для контроля SCN и других нематод. До сих пор противоречивые данные в литературе и сложности работы с Cry-белками практически закрывали этот подход для борьбы с нематодами у растений.
Эта технология появляется в критический момент, когда SCN развивает устойчивость к контролю с помощью собственных признаков сои. Новая информация о клеточной биологии того, как Cry14 воздействует на кишечник, может стимулировать других исследователей применять эту технологию новыми способами.