Научный взгляд: исследователи обнаружили ген устойчивости к Magnaporthe oryzae

Гриб Magnaporthe oryzae (синоним Pyrularia oryzae) является одним из наиболее вредоносных сельскохозяйственных патогенов, вызывающий болезнь – ожог риса. Кроме риса, гриб поражает пшеницу, ячмень, кукурузу, сорго и другие культуры.

M. oryzae инфицирует растения риса на всех стадиях развития, заражая надземные части: листья, стебли, узлы и метелки. Первоначальные симптомы проявляются в виде пятен белого или серо-зеленого цвета с темными границами, в дальнейшем поражения приобретают веретенообразную форму, становятся бело-серыми с некротическими границами. Поражения могут увеличиваться и сливаться, поражая весь лист. Симптомы наблюдаются на всех надземных частях растения. Поражение узлов приводит к поломке стеблей. Наблюдается снижение формирования зерен. Фитопатоген распространяется очень быстро, при благоприятных условиях вызывает до 30% потерь урожая риса.

В связи с высокой вредоносностью M. oryzae исследователи начали поиск молекулярных механизмов, лежащих в основе естественной устойчивости риса к возбудителю болезни.

В ходе исследования был выявлен новый тип гена устойчивости растений к болезням – Ptr. Наличие гена Ptr делает рис невосприимчивым к штаммам M. oryzae, выделяющим фактор вирулентности AVR-Pita – белок, который в отсутствие этого гена помогает патогенному грибу проникнуть в растение.

Большинство генов устойчивости у растений кодируют рецепторы (белки), которые распознают химические сигналы, подаваемые патогенами.

В отличие от них ген Ptr кодирует новый тип белка, об активности которого в иммунной системе растений ранее не было известно. Это открытие опровергает результаты предыдущих исследований, в которых сообщалось, что за распознавание фактора вирулентности AVR-Pita отвечает другой ген, названный Pi-ta и кодирующий обычный тип иммунного рецептора.

Результаты данного исследования открывают путь к изучению новых механизмов устойчивости у растений на основе белка гена Ptr с целью лучшего понимания естественной устойчивости к болезням и более эффективного использования знаний для защиты сельскохозяйственных культур.

Изучением карантинных и других особо опасных грибных возбудителей болезней занимаются в научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР»). Выявление грибных фитопатогенов в семенном и посадочном материале аккредитованными лабораториями ФГБУ «ВНИИКР» предотвращает риск их проникновения на территорию Российской Федерации.

Источник: Tan J, Zhao H, Li J, Gong Y, Li X. The Devastating Rice Blast Airborne Pathogen Magnaporthe oryzae-A Review on Genes Studied with Mutant Analysis. Pathogens. 2023 Feb 26;12(3):379. URL: https:doi.org/10.3390/pathogens12030379. PMID: 36986301; PMCID: PMC10055536.