Исследование может привести к новому методу борьбы с губительной болезнью риса

В "столкновении микробов" учёные-растениеводы из Университета Делавэра обнаруживают новые ключи к обезвреживанию грибка, который является главным убийцей риса.

Результаты, опубликованные в декабре в Frontiers in Plant Science и Current Opinion in Plant Biology, могут привести к более эффективному контролю над Magnaporthe oryzae — грибком, вызывающим пирикуляриоз (рисовую пиркуляриозную пятнистость).

Исследования проводились в лаборатории Харша Байса, адъюнкт-профессора наук о растениях и почвах. Первым автором обеих статей была аспирантка Карла Спенс. Соавторами стали постдок Венкатачалам Лаксманан и доцент Николь Донодфрио.

"Рис — это продукт, на который полагается мир: на него приходится около одной пятой всех калорий, потребляемых человеком, — говорит Байс. — Поэтому критически важно найти способы снизить влияние пирикуляриоза, особенно с учётом роста населения".

Ранее команда Байса выделила бактерию Pseudomonas chlororaphis EA105, обитающую в почве вокруг корней риса, и обнаружила, что этот полезный микроб может запускать системную защиту против грибка.

Теперь они идентифицировали гормон стресса, который, по-видимому, играет ключевую роль в повышении вирулентности грибка.

При нехватке воды рис производит больше абсцизовой кислоты в корнях. Этот гормон стресса перемещается в листья, чтобы закрыть устьица, останавливая испарение воды.

Байс и его команда показали, что при вторжении грибка Magnaporthe oryzae в растение риса также происходит увеличение абсцизовой кислоты. Однако вместо усиления защиты растения абсцизовая кислота подавляет её, делая патоген ещё более мощным.

"Это как обоюдоострый меч, — говорит Байс. — Абсцизовая кислота может спасти растение во время засухи. Но при наличии патогена эта же молекула блокирует врождённый защитный ответ растения".

В исследованиях споры грибка обрабатывали абсцизовой кислотой. За 10 часов 84% этих спор проросли и сформировали специализированную инфекционную структуру — аппрессорий, который действует как таран, пробивая поверхность листа.

Однако при обработке спор и полезной бактерией EA105, и абсцизовой кислотой только около 23% спор сформировали этот атакующий аппарат.

"Грибок рисовой пиркуляриозной пятнистости использует абсцизовую кислоту в своих интересах, что совершенно удивительно, — говорит Байс. — Люди долго искали мишени для контроля над болезнью, и теперь она у нас есть — это абсцизовая кислота".

Хотя абсцизовая кислота может быть ответственна за вирулентность грибка, сама молекула не является реалистичной мишенью для фунгицидов из-за её ключевых функций в растениях.

Однако нацеливание на конкретные гены в грибке, которые биосинтезируют абсцизовую кислоту, может стать решающим ударом.

"Растения и их микробные соседи имеют эту сложную систему химической коммуникации, где каждый пытается манипулировать ситуацией, — говорит Байс. — Мы тоже хотим научиться управлять некоторыми из этих взаимодействий для повышения продовольственной безопасности".