Учёные разрабатывают устойчивый к бактериальному ожогу рис для глобальной продовольственной безопасности
Бактериальный ожог риса, вызываемый бактерией Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), — серьёзная угроза продовольственной безопасности. Только в Индии ежегодные потери от этой болезни оцениваются в $3.6 млрд. Xoo может уничтожить весь урожай мелкого фермера, ставя под угрозу его продовольствие, доход и землю.
Консорциум Healthy Crops, объединяющий шесть исследовательских институтов на трёх континентах, работает над предоставлением фермерам эффективных инструментов для борьбы с болезнью.
Механизм заражения и защиты
- Стратегия бактерии: После заражения Xoo выделяет в клетки риса белки — TAL-эффекторы. Они активируют гены растения SWEET, которые экспортируют сахар из клеток, делая его доступным для бактерий, живущих в межклеточном пространстве. Это даёт Xoo ресурсы для размножения.
- Естественная устойчивость: Некоторые сорта риса устойчивы к определённым штаммам Xoo. Учёные ранее выяснили, что у таких сортов есть варианты промотора SWEET, к которым не могут прикрепиться бактериальные TAL-эффекторы. Растение, по сути, «меняет замок».
- «Гонка вооружений»: Бактерия может адаптироваться, создавая новые «ключи» (TAL-эффекторы). Идёт соревнование между штаммами Xoo, развивающими новые ключи, и устойчивыми сортами риса с изменёнными замками.
Научный прорыв и инструменты
Консорциум определил шесть точек атаки в промоторах SWEET. В двух статьях в журнале Nature Biotechnology представлены:
- Серия вариантов двух популярных сортов риса, собранных по всему миру, которые устойчивы к большой коллекции штаммов Xoo.
- Sweetr-Resistance Kit — набор для быстрой характеристики новых бактериальных штаммов. Это позволяет разрабатывать стратегию быстрого и целенаправленного внедрения новых устойчивых сортов.
Как отметил руководитель проекта Вольф Б. Фроммер: «С полученными знаниями и разработанными инструментами мы можем создавать новые устойчивые сорта по крайней мере так же быстро, как бактерии — новые ключи».
Этот набор вскоре должен стать доступным для производителей риса и исследователей в Азии и Африке к югу от Сахары.
Значение работы
Доктор Рикардо Олива (IRRI): «Наши открытия прокладывают путь к искоренению болезней, серьёзно влияющих на жизнь мелких фермеров, зависящих от риса. Теперь стало ещё возможнее переиграть врага, опережая его на шаг».