Изучено действие цитолитического токсина на растение
07.01.2018
Группа международных исследователей, возглавляемая учеными из Тюбингенского университета, расшифровала механизм действия цитолитического токсина, который производят самые разрушительные болезни растений.
Цитолизин производится патогенами, такими как бактерии и грибы, и может уничтожать целые урожаи при отсутствии химической защиты растений.
Исследование, проведенное исследователями из Тюбингена и их партнерами из других научных учреждений, показало как можно защищать культуры от вышеозначенных патогенов. Исследование было опубликовано в издании Science.
Великий Голод в Ирландии унес около миллиона жизней и вынудил эмигрировать более миллиона человек в поисках пропитания. Великий Голод в Ирландии начался в 1845 году из-за гибели урожай картофеля вследствие поражения культуры оомицетом под названием Phytophthora infestans. Эта болезнь быстро убивает зараженное растение и портит клубни картофеля.
«Этот патогенный организм вырабатывает цитолизин, настоящий киллер-токсин, – говорит д-р Альберт из Центра молекулярной биологии растений Тюбингена. – Цель организма состоит в том, чтобы убить растительные клетки и потом питаться мертвой тканью. Для этого цитолизин перфорирует мембрану растительной клетки, нанося ей ущерб без возможности восстановления. Зараженные клетки умирают».
Альберт объясняет, что Phytophthora infestans – не единственный патоген, использующий данную тактику. Так действуют пектобактерии Pectobacterium carotovorum, атакующие корни, и гриб Botrytis, уничтожающий плодовые и овощные культуры.
До сих пор не было понятно, почему эти цитолизины сильно повреждают некоторые виды растений, не затрагивая других. «Например, клетки всех видов злаков остаются незатронутыми токсином, – говорит Альберт, – патогены, вызывающие гниение картофеля, не вредят злакам».
Исследователи выяснили, что чувствительность к цитолизину зависит от рецептора в растительной клетке, который существенно различается у разных типов растений. В обоих случаях это цепочка молекул сахарных остатков и жиров, но в растениях, таких как картофель и томаты, цепь короткая, а злаки имеют гораздо более длинную цепь молекул. «Этот более длинный рецептор, по-видимому, означает, что цитолизин может связываться с рецептором в пшенице или ячмене, но не может доходить до клеточной мембраны, и поэтому не может проявить свой смертоносный эффект», – сообщает Альберт.
Как объяснил профессор Торстен Нюрнбергер, возглавлявший исследование, характеристики различных рецепторов помогают найти средства борьбы с болезнями растений. «Растения, чувствительные к цитолизину из-за их рецептора, включают много сорняков, – говорит ученый. – Это открывает возможности разработки природного гербицида на основе микробного токсина, который будет действовать очень избирательно – и, следовательно, будет гораздо более экологически безвредным, чем обычные современные гербициды, такие как глифосат».
Другая перспектива, вытекающая из исследования, сказал Нюрнбергер, – это разработка новых видов биологических растительных защитных химикатов. Он говорит, что для блокирования токсина цитолизина можно использовать специальные молекулы сахара, не позволяя им состыковываться с уязвимыми клетками растений. Нюрнбергер считает, что открытие позволить изобрести эффективную защиту от ряда опаснейших болезней растений.
Инфоиндустрия по материалам www.agroxxi.ru
Читайте нас у TelegramПов’язані теми:
