Ученые раскрыли потенциал растений против патогенных грибов

Болезни растений, вызываемые такими патогенами, как Colletotrichum fructicola, приводят к значительным потерям в сельском хозяйстве, главным образом урожая плодовых культур: груш, яблонь и персика. Традиционные методы борьбы часто оказываются безуспешными, поскольку патогены адаптируются к защитным свойствам растений. Устойчивость растений, не являющихся хозяевами патогенов, предлагает многообещающую альтернативу благодаря своей надежности и эффективности широкого спектра действия. Данное явление возникает, когда один вид растений от природы устойчив к патогенам, поражающим другие виды.

Понимание молекулярных механизмов, лежащих в основе данного вида устойчивости, имеет решающее значение для разработки эффективных стратегий борьбы с болезнями и необходимо для повышения стабильности сельского хозяйства.

Исследователи Аньхойского сельскохозяйственного университета в сотрудничестве с Северо-Западным университетом Китая добились значительного прогресса в понимании взаимодействия растений и патогенов. Результаты их исследования показывают роль основных эффекторов (молекул, связывающихся с белками и регулирующих их биологическую активность) в реакции «растения — не хозяина» Nicotiana benthamiana на возбудителя антракноза груши Colletotrichum fructicola.

Исследовательская группа выделила вирулентный штамм Colletotrichum fructicola из груши и изучила его взаимодействие Nicotiana benthamiana. С помощью биоинформатики и скрининга на основе агроинфильтрации они выявили четыре новых основных эффектора — CfCE4, CfCE25, CfCE61 и CfCE66. Было установлено, что эти эффекторы вызывают гибель клеток и активируют иммунные реакции у N. benthamiana.

Дальнейший анализ показал, что эти основные эффекторы запускают иммунные реакции, повышая устойчивость растений к патогену.

Данное исследование представляет собой первую комплексную характеристику основных эффекторов C. fructicola, раскрыло представление о механизмах устойчивости, для разработки новых стратегий борьбы с антракнозом различных плодовых культур, создания устойчивых культур с помощью генной инженерии и селекции.

Используя понимание устойчивости растений, не являющихся хозяевами фитопатогенов, можно усовершенствовать методы ведения сельского хозяйства для смягчения воздействия патогенных грибов, обеспечивая устойчивое производство сельскохозяйственных культур и продовольственную безопасность.

Изучение биологических особенностей и разработку методов диагностики карантинных и особо опасных грибных фитопатогенов проводят в научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР»). Выявление грибных фитопатогенов в посадочном материале и другой подкарантинной продукции аккредитованными лабораториями ФГБУ «ВНИИКР» предотвращает риск их проникновения в РФ и распространения на ее территории.

Источник: Mengqing Han et al, Extracellular perception of multiple novel core effectors from the broad host-range pear anthracnose pathogen Colletotrichum fructicola in the nonhost Nicotiana benthamiana, Horticulture Research (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae078