Новый метод скрининга выявил пять новых растительных активаторов

Исследователи из Центра наук о растениях RIKEN (PSC) разработали новый высокопроизводительный метод скрининга, который позволил обнаружить пять новых иммуностимулирующих соединений у растений Arabidopsis. Эти соединения усиливают устойчивость к болезням, не влияя на рост растений или урожайность, что подтверждает эффективность новой методики для защиты сельскохозяйственных культур от патогенов.

Растительные активаторы — это соединения, которые активируют иммунную систему растения в ответ на вторжение патогенов. В отличие от пестицидов, они не специфичны к конкретному патогену, и к ним не развивается устойчивость, что делает их идеальными для использования в сельском хозяйстве. Например, фермеры, выращивающие рис на заливных полях в Восточной Азии, применяют их для повышения устойчивости урожая без экологических последствий, свойственных микробным пестицидам.

Однако ключевая проблема таких активаторов заключается в том, что запускаемая ими иммунная реакция часто связана с остановкой роста и снижением урожайности. Изучить это сложно, поскольку молекулярные механизмы работы растительных активаторов в значительной степени неизвестны.

Новый метод скрининга, разработанный командой PSC, решает эту проблему, позволяя различать соединения, которые индуцируют иммунный ответ самостоятельно, и те, которые делают это исключительно в присутствии патогена. Соединения первого типа (к ним относятся известные растительные активаторы) могут быть токсичными для клеток и были исключены из скрининга. В результате из 10 000 проверенных соединений были идентифицированы пять, которые усиливают устойчивость к патогенным бактериям Pseudomonas, подготавливая иммунный ответ, но не активируя гены защиты напрямую.

Дальнейшее исследование показало, что эти пять соединений ингибируют два фермента, инактивирующих защитный гормон салициловую кислоту (SA-глюкозилтрансферазы, или SAGT). Эксперименты с нокаутом генов подтвердили, что растения без этих ферментов обладают повышенной устойчивостью к болезням. Эти результаты демонстрируют эффективность новой методики для поиска полезных растительных активаторов и потенциал метаболизма салициловой кислоты как стратегии защиты урожая.