Борьба с ответным ударом: новое исследование раскрывает беспрецедентные детали коэволюции растений и патогенов

Коэволюция взаимодействий растений и патогенов была раскрыта в беспрецедентных деталях в исследовании одного из самых смертоносных вредителей сельскохозяйственных культур в мире — возбудителя пирикуляриоза риса. Этот патоген уничтожает достаточно пищи, чтобы прокормить более 60 миллионов человек ежегодно — почти население Великобритании.

Растения, как и животные, обладают врожденной иммунной системой, которая включает рецепторы для обнаружения присутствия патогенов. Их активация позволяет противостоять инфекции. Исследователи из John Innes Centre выяснили, как растения риса эволюционировали, создавая специализированные защитные механизмы против разных вариантов патогена пирикуляриоза.

Команда под руководством профессора Марка Бэнфилда сосредоточилась на иммунном рецепторе риса, чтобы показать, как он эволюционировал для распознавания множества версий эффекторного белка патогена — молекулы, которую гриб использует для развития болезни, в своего рода «молекулярном рукопожатии». Это распознавание приводит к остановке болезни.

В работе участвовали аспирант Хуан Карлос Де ла Консепсьон, постдокторант Марина Франчески, а также коллеги из The Sainsbury Laboratory (Норидж) и Японии. Углубленное понимание молекулярных механизмов иммунитета растений означает, что эта междисциплинарная команда стала ближе к созданию устойчивости к болезням против целого ряда патогенов сельскохозяйственных культур.

«Помимо понимания того, как естественный отбор привел к появлению новых функций рецепторов, мы также подчеркиваем потенциал молекулярной инженерии для создания новых рецепторов с улучшенными свойствами», — сказал профессор Бэнфилд. — «Хотя для перевода наших выводов в реальные решения для защиты растений от болезней потребуется дальнейшая работа, наше исследование приближает нас на шаг к этой цели».

Это исследование представляет собой один из самых подробных на сегодняшний день анализов структуры и функции распознавания патогенов у растений.

Результаты изложены в исследовании под названием: «Polymorphic residues in rice NLRs expand binding and response to effectors of the blast pathogen», которое опубликовано сегодня в рецензируемом журнале Nature Plants.