Ученые нашли ингибиторы протеазы способные бороться с болезнями картофеля
Когда люди одомашнили растения, они сохранили определенные семена для посадки в следующем вегетационном периоде на основе желаемых признаков. На этом пути одомашнивания появилась восприимчивость к болезням, но дикие сорта растений могли бороться с этими патогенами. Сегодня большинство культурных сортов картофеля восприимчивы к мягкой гнили и черной ножке, вызываемой видами Pectobacterium , но с трудом борются с патогенами, как и их дикий предок. Гены специфической устойчивости в настоящее время неизвестны, что делает Pectobacterium серьезной угрозой мировому производству картофеля и продовольственной безопасности.
Чтобы справиться с этой угрозой, Джанак Джоши и его коллеги из Университета штата Колорадо недавно провели исследование, опубликованное в журнале Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI), в котором изучалось, как дикий картофель из Южной Америки (Solanum chacoense M6) может переносить заболевания, вызываемые Pectobacterium.
В предыдущем исследовании они показали, что дикий картофель производит молекулы, называемые метаболитами, которые снижают вирулентность болезни, прерывая систему связи бактерий и останавливая их способность разрушать клеточные стенки растений. В последнем исследовании авторов они сравнили белковые профили дикого и домашнего картофеля и обнаружили второй набор молекул, называемых ингибиторами протеазы, которые также предотвращают бактериальное злокачественное новообразование.
Это захватывающее открытие привело исследователей к клонированию ДНК нескольких генов ингибиторов протеазы и очистке белков, которые они кодируют. Испытывая влияние белков на бактерии, Джоши и его коллеги обнаружили, что эти белки заставляют бактерии изменять форму и странным образом слипаться, подавляют их способность разлагать растительные клетки и даже препятствуют их подвижности.
Своими исследованиями авторы стремятся вывести новое поколение сортов картофеля, которые надежно и независимо противостоят патогенам, сокращая количество отходов гниения и химических опрыскиваний. Автор корреспонденции Адам Хойбергер комментирует:
«Наше открытие является вторым механизмом устойчивости, который мы наблюдаем у этого вида растений, S. chacoense могут быть перенесены в нашу пищевую промышленность и производство декоративных растений. Набор защитных признаков считается устойчивым, поскольку он ухудшает способность бактерий преодолевать это сопротивление. Они могут эволюционировать, чтобы увернуться от одной молекулы, но получить удар по голове от другой», — отмечает Хойбергер.
Ингибиторы протеазы, выявленные в этом исследовании, могут принести пользу программам селекции картофеля в долгосрочной перспективе и потенциально могут иметь гораздо более немедленный эффект в виде очищенных белков, используемых для защиты растений в полевых условиях, — мы надеемся, что они будут бить Pectobacterium по голове на долгие годы.
Источник: Американское фитопатологическое общество
