Зерновые культуры обладают естественным иммунитетом к патогенным грибкам, однако некоторые заболевания, такие как мучнистая роса, научились эффективно обходить эту защиту. Пшеница является одним из важнейших продуктов питания, обеспечивая около 20 процентов белков и калорий для населения всего земного шара, но ее урожайность находится под постоянной угрозой. Традиционное использование фунгицидов не всегда экологично, а выведение генетически устойчивых сортов часто дает лишь временный эффект, так как патоген быстро эволюционирует и приспосабливается к новым условиям.
Группа ученых из Университета Цюриха провела глубокое исследование того, как именно грибку удается заражать растения, несмотря на наличие у них генов сопротивляемости, о чем сообщает портал Phys.org. Специалисты обнаружили ранее неизвестный сложный механизм взаимодействия между защитными факторами пшеницы и атакующими белками заболевания. Это открытие дает шанс на разработку более совершенных сортов, которые смогут долго противостоять инфекции без риска быстрого прорыва обороны.
Выяснилось, что грибок мучнистой росы выделяет сотни крошечных белков, называемых эффекторами, которые внедряются в клетки растения для развития инфекции. Обычно пшеница распознает эти белки и запускает иммунный ответ, но грибок нашел способ обмануть систему. Исследователи идентифицировали конкретный белок AvrPm4, который жизненно важен для паразита. Удивительно, но грибок не меняет его структуру, чтобы спрятаться, а использует другую хитрость: он вырабатывает второй белок, который маскирует первый и мешает растению его обнаружить.
Этот второй белок выполняет двойную функцию, что стало настоящей находкой для науки. С одной стороны, он скрывает основной атакующий элемент, но с другой — сам может быть распознан другим типом защитного белка пшеницы. Один из ведущих авторов исследования Лукас Кунц отметил: «Это означает, что, объединив два белка устойчивости в одном сорте пшеницы, можно заманить грибок в эволюционный тупик, в котором он больше не сможет избежать иммунного ответа».
Теперь, зная эти скрытые механизмы и факторы патогенности, селекционеры могут действовать более эффективно. Грамотное сочетание генов устойчивости в новых сортах пшеницы способно значительно замедлить появление новых штаммов грибка. Ученые уже провели первые успешные эксперименты в лабораторных условиях, объединив гены, которые нейтрализуют оба типа белков грибка. Впереди предстоят полевые испытания, чтобы подтвердить работоспособность метода в реальных условиях сельского хозяйства.
