Ученые раскрыли, как патоген обходит защиту растений и уничтожает урожай

Ученые обнаружили, как один из самых разрушительных патогенов растений обходит защитные системы сельскохозяйственных культур. Это открытие может помочь фермерам выращивать более сильные и устойчивые растения.

Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, описывает семейство ферментов, производимых микроорганизмом Phytophthora infestans — печально известным возбудителем ирландского картофельного голода, который продолжает угрожать картофельным и томатным культурам по всему миру.

Международная команда под руководством биологов и химиков из Университета Йорка в сотрудничестве с Институтом Джеймса Хаттона и Свободным университетом Брюсселя обнаружила, что патоген использует специальные ферменты, называемые AA7 оксидазами, чтобы отключить систему раннего предупреждения растений, ослабляя их защиту до того, как они смогут отреагировать.

Команда также показала, что отключение генов, кодирующих эти ферменты, делает патоген неспособным заражать растение-хозяина.

Сигнальные молекулы

Доктор Федерико Саббадин из Центра новых сельскохозяйственных продуктов департамента биологии объяснил:

«Это как если бы грабители перерезали провода вашей домашней сигнализации перед взломом. Хитрость в том, что патоген развил тот же тип ферментативной активности, который сами растения используют для контроля своих сигналов тревоги.

«Атакуя эти сигнальные молекулы, патоген отключает их до того, как растение может среагировать — как будто микроб выучил собственный язык растения и использует его против него. Когда мы отключили гены этих ферментов, микробы стали значительно слабее в заражении растений».

Поскольку изменение климата провоцирует более экстремальные погодные условия и нарушает сельское хозяйство, культуры становятся более уязвимыми для вредителей и болезней. При растущем глобальном спросе на продовольствие каждый потерянный урожай увеличивает риск дефицита и роста цен.

Лучшие стратегии

Раскрыв эту скрытую микробную стратегию, ученые открыли путь к новым способам защиты сельскохозяйственных культур. Блокирование ферментов AA7 может поддерживать защитные системы растений активными, помогая фермерам сохранять урожайность в условиях все более неопределенного климата.

Доктор Стивен Уиссон из Института Джеймса Хаттона отметил:

«Нам нужны лучшие стратегии защиты нашего продовольствия, если мы хотим обеспечить глобальные поставки продуктов в будущем, и это последнее открытие — реальный шаг вперед в этом направлении. Эти ферменты сохраняются у основных патогенов растений, и их открытие прокладывает путь для мощных новых стратегий в защите урожая».

Интересный факт: Phytophthora infestans, вызывающий фитофтороз, стал причиной Великого голода в Ирландии в 1845-1849 годах, который привел к гибели около миллиона человек и массовой эмиграции. Даже сегодня этот патоген ежегодно наносит ущерб сельскому хозяйству в миллиарды долларов по всему миру.