Найден белок, который позволяет грибу обходить защиту растений

Ученые из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США и Университета штата Вашингтон идентифицировали белок, который позволяет грибку, вызывающему белую гниль стебля более 600 видов растений, преодолевать защитные силы растений.

Знание этого белка, называемого SsPINE1, может помочь исследователям в разработке более специфической системы мер борьбы с грибком Sclerotinia sclerotiorum , поражающим картофель, соевые бобы, рапс, подсолнечник, чечевицу, горох и многие другие широколиственные культуры. В год страшных вспышек вред может исчисляться миллиардами долларов.

Грибы S. sclerotiorum вызывают гниение и гибель растений, выделяя химические вещества, называемые полигалактуроназами (ПГ), которые разрушают клеточные стенки растений. Растения эволюционировали, чтобы защитить себя, вырабатывая белок, который останавливает или ингибирует PGIP гриба, помеченный PGIP, который был открыт в 1971 году. С тех пор ученым известно, что некоторые грибковые патогены могут преодолевать PGIP растений. Но они не смогли его идентифицировать.

«То, что вы имеете, по сути, представляет собой непрерывную гонку вооружений между грибковыми патогенами и их растениями-хозяевами, интенсивную битву атаки, контратаки и контратаки, в которой каждый постоянно развивает и меняет свою химическую тактику, чтобы обойти или преодолеть защиту другого. », — сказал исследователь-патолог растений Вейдун Чен из Исследовательского отдела генетики зернобобовых культур ARS в Пуллмане, штат Вашингтон, и руководитель исследования, которое будет опубликовано сегодня (25 апреля 2022 г.) в журнале Nature Communications .

По словам Чена, ключом к идентификации SsPINE1 был поиск вне клеток грибов.

«Мы нашли его, изучив материалы, выделяемые грибком», — сказал он. «И вот оно. Когда мы обнаружили этот белок, SsPINE1, который взаимодействовал с PGIP, это обрело смысл».

Затем, чтобы доказать, что именно белок SsPINE1 позволил Sclerotinia обходить PGIP растений, Чен и его коллеги удалили белок гриба в лаборатории, что резко уменьшило его воздействие.

«У меня мурашки по коже, когда мы нашли этот белок», — сказал Киваму Танака, доцент кафедры патологии растений Вашингтонского государственного университета и соавтор статьи. «Он ответил на все вопросы, которые ученые задавали последние 50 лет: почему эти грибы всегда преодолевают защитные силы растений? Почему у них такой широкий круг хозяев и почему они так успешны?»

Открытие SsPINE1 открыло новые возможности для исследований по борьбе с патогенами белой плесени стебля, включая, возможно, еще более эффективную и целенаправленную селекцию, чтобы сделать растения естественно устойчивыми к заболеваниям склеротиниозом. И команда показала, что другие родственные грибковые патогены используют эту контрстратегию, что только делает это открытие еще более важным.

Это исследование является частью Национальной инициативы по склеротинии, многоорганизационной инициативы, созданной ARS для противодействия S. sclerotiorum , потому что грибок наносит такой большой ущерб во всем мире.

В исследовательскую группу также вошли ученые из USDA-ARS, WSU, Северо-Западного университета A&F в Шэньси, Китай, Уханьского политехнического университета в Ухане, Китай, и Хуачжунского сельскохозяйственного университета в Ухане.

Служба сельскохозяйственных исследований является главным научно-исследовательским агентством Министерства сельского хозяйства США. Ежедневно ARS фокусируется на решениях сельскохозяйственных проблем, затрагивающих Америку. Каждый доллар, вложенный в сельскохозяйственные исследования, приносит 17 долларов экономического эффекта.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.