Научный взгляд: как двойная роль белка томата поможет защитить культуру от болезней

Томатам, основной сельскохозяйственной культуре во всем мире, все чаще угрожают вредители и возбудители болезней, такие как вирусы, грибы и бактерии, причем их воздействие усугубляется в условиях изменения климата. Это приводит к снижению урожайности и ухудшению питательных качеств, что подчеркивает острую необходимость в поиске эффективных стратегий борьбы с болезнями.

Для решения этих проблем ученые активизируют усилия по изучению иммунных механизмов растений, уделяя особое внимание ключевым регуляторным белкам, влияющим на устойчивость к заболеваниям.

Специалисты Юго-западного университета Китая изучили роль синаптотагмина А (SYTA) SlSYTA в устойчивости томатов к болезням. Исследование показало, как SlSYTA модулирует иммунные реакции, выступая в качестве ключевого негативного регулятора защитных механизмов растений.

Результаты исследования доказывают, что сверхэкспрессия SlSYTA делает томаты более восприимчивыми к таким патогенам, как вирус табачной мозаики, Phytophthora capsici и Botrytis cinerea, а его глушение с помощью РНК-интерференции обеспечивает устойчивость широкого спектра действия.

Детальный анализ показал, что SlSYTA подавляет жизненно важные иммунные реакции, такие как выброс активных форм кислорода, закрытие устьиц и отложение каллозы, что ставит под угрозу защиту растения. Изменения в пентозофосфатном пути позволяют предположить, что SlSYTA влияет на иммунную сигнализацию на метаболическом уровне. Эта двойная регуляторная роль подчеркивает, что SlSYTA является главной мишенью для модификаций, направленных на повышение устойчивости томатов к болезням.

Полученные результаты свидетельствуют о сложной роли SlSYTA в иммунитете растений, где он выступает одновременно в качестве промотора восприимчивости к патогенам и регулятора иммунных реакций.

Результаты исследования закладывают важнейшую основу для разработки новых стратегий повышения устойчивости томатов к патогенам. Новые направления генной инженерии или селекции могут значительно повысить иммунитет растений и уменьшить потери урожая.

На снижение урожая и качества плодов томатов, прежде всего, влияет фитосанитарное состояние семенного материала. В аккредитованных испытательных лабораториях Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») проводят широкий спектр тестов на различные карантинные и особо опасные фитопатогены. Исследование семенного материала позволит защитить растения от возбудителей болезней и сохранить будущий урожай.

Источник: Shaorui Tian et al, Integrated transcriptome and metabolome reveal that SlSYTA modulates ROS responses driving resistance defense in Solanum lycopersicum, Horticulture Research (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae176