Ученые выяснили, как некротрофный грибок борется с иммунитетом пшеницы
В природе растения постоянно сталкиваются с патогенными микроорганизмами, а потому в ходе эволюции выработали защитные механизмы. Возбудитель распознается еще на этапе контакта, затем запускаются сигнальные пути и активируется иммунитет. Патогены, в свою очередь, тоже учатся противостоять защите потенциального хозяина, например, вырабатывая специальные вещества, способные влиять на иммунитет растения.
Некротрофные патогены, которые запускают гибель тканей хозяина и питаются ими, вырабатывают особые некротрофные эффекторы. Недавние исследования показали, что таким образом микроорганизмы могут прямо или косвенно воздействовать на ключевые защитные белки, подавляя пути, обеспечивающие резистентность, и активируя пути, способствующие развитию чувствительности и, соответственно, прогрессированию болезни. Такие механизмы изучены недостаточно, и исследователи УФИЦ РАН решили выяснить, каким образом патогенный гриб Stagonospora nodorum влияет на иммунитет пшеницы на ранних стадиях заражения.
Авторы работы сравнили активность генов у сортов, чувствительных и нечувствительных к некротрофному эффектору SnTox3 патогена. Они сконцентрировались на тех участках ДНК, что кодируют белки-участники синтеза фитогормонов и сигнальных молекул. Оказалось, что при заражении грибковый SnTox3 подавляет защитные пути, связанные с образованием активных форм кислорода — эти агрессивные вещества при концентрировании в месте проникновения возбудителя запускают гибель окружающих тканей и предотвращают его распространение. Кроме того, эффектор изменял активность окислительно-восстановительных ферментов и сигнальных молекул так, чтобы иммунитет растения переставал работать. Вещество патогена влияло на метаболический путь фитогормонов салициловой кислоты и этилена, а также запускало деградацию и снижало синтез цитокининов, вероятно, важных в регуляции защитных механизмов.
В совокупности такое влияние некротрофного фактора приводило к ухудшению иммунитета пшеницы. Обнаруженные механизмы помогут разрабатывать новые сорта, устойчивые к инфекциям, однако необходимо их дальнейшее подробное изучение.
