Ученые нашли патоген, который «взламывает» иммунитет ячменя

Исследователи Университета Северной Дакоты и Института Макса Планка обнаружили пептид, который делает ячмень восприимчивым к грибу Bipolaris sorokiniana, вызывающему пятнистость листьев. Гриб использует данный пептид для активации иммунного рецептора в растении, после чего пораженные клетки погибают.

Ячмень — одна из самых важных зерновых культур. Ежегодно в мире производится 155 млн тонн зерна. Как и другие культуры, ячмень также подвержен воздействию патогенных микроорганизмов, которые вызывают серьезные потери урожая.

Чтобы определить гены, отвечающие за восприимчивость к Bipolaris sorokiniana, исследователи использовали на семенах ячменя вещество, вызывающее случайные мутации в генах. Анализ растений, которые больше не были восприимчивы к пятнистости, показал, что все они имеют общие мутации в гене под названием Scs6. Когда Scs6 был генетически перенесен в устойчивые линии ячменя, они стали очень восприимчивыми к фитопатогену.

Ранее ученые установили, что за вирулентность Bipolaris sorokiniana отвечает нетипичный тип молекул — нерибосомальные пептиды. Исследователи предположили, что фитопатоген использует эти молекулы для нацеливания и активации иммунного рецептора Scs6, который затем запускает реакцию клеточной смерти. Таким образом, гибель клеток, вызываемая геном Scs6, обусловлена прямым взаимодействием между ним и нерибосомальным пептидом.

Эволюция микроорганизмов привела к тому, что некоторые патогены перехватывают иммунные рецепторы хозяина, обращая оружие растений против них самих, чтобы сделать их более восприимчивыми к болезням. Поэтому при селекции на устойчивость к одному виду фитопатогена необходимо убедиться, что культура не станет более восприимчивой к другим патогенам.

Выведение новых сортов культурных растений, устойчивых к фитопатогенам, крайне важно для сокращения применения химических пестицидов. Во Всероссийском центре карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования по оценке устойчивости отечественных форм клоновых подвоев яблони в отношении бактериального ожога плодовых культур Erwinia amylovora. Проведен скрининг устойчивости побегов более чем 60 сортов яблони селекции ведущих селекционных центров России. Полученные данные могут быть использованы для планирования закладки насаждений и целей селекции.

Источник: Yueqiang Leng et al, A barley MLA immune receptor is activated by a fungal nonribosomal peptide effector for disease susceptibility, New Phytologist (2024). DOI: 10.1111/nph.20289