Зелёная вакцинация: усиление иммунитета растений без побочных эффектов
Международная группа исследователей раскрыла механизм, позволяющий растениям лучше защищаться от болезнетворных патогенов.
Работа под руководством доктора Юрриана Тона и доктора Эстреллы Луны из Университета Шеффилда (Великобритания) с участием учёных из Университета Западной Австралии, Университета Хауме I (Испания) и Утрехтского университета (Нидерланды) опубликована в международном журнале Nature Chemical Biology.
Учёные идентифицировали ключевой рецептор, связывающий химическое соединение BABA (β-аминомасляная кислота), которое усиливает иммунитет растений.
Защитный эффект BABA против разрушительных болезней растений, таких как фитофтороз картофеля, был известен давно, но до сих пор это соединение не получило широкого применения в защите урожая из-за нежелательных побочных эффектов.
«Мы обнаружили, что рецептор растения, связывающий BABA, — это "аспартил-тРНК-синтетаза", которую мы назвали IBI1. Этот класс ферментов играет жизненно важную роль в первичном метаболизме всех клеток, но ранее никогда не связывался с иммунными реакциями у растений. Связывание химического вещества с этим белком запускает вторичную функцию, которая "праймирует" (подготавливает) иммунную систему растения против будущих атак вредителей и болезней», — сказала доктор Луна.
«Важно, что наше исследование также показало, что нежелательный побочный эффект этой вакцинации — снижение роста — можно отделить от полезной иммунной реакции», — отметил доктор Оливер Берковиц, научный сотрудник Центра передового опыта ARC в области энергетической биологии растений и Школы биологии растений UWA.
«Поскольку иммунизация растений с помощью BABA является долговременной, праймированные культуры потребуют меньше обработок фунгицидами, тем самым повышая устойчивость защиты урожая. Кроме того, иммунный прайминг усиливает так называемую "мультигенную" устойчивость у растений. Иммунитет, контролируемый одним геном устойчивости, на котором основана большинство традиционных программ селекции, патогену сравнительно легко преодолеть. Напротив, прайминг мультигенного иммунитета с помощью BABA трудно сломать, что обеспечивает более долговечную защиту урожая», — пояснил доктор Тон.
Хотя исследование проводилось на сорняке Arabidopsis thaliana (растение-модель генетиков), команда уверена, что их открытие можно использовать для защиты сельскохозяйственных культур. Эксперименты, подтверждающие концепцию, уже показали, что BABA аналогичным образом распознаётся томатом.