Інгібітори протеази боротимуться з бактеріальними хворобами картоплі

Дослідники з Університету штату Колорадо (США) дослідили дику картоплю та клонували ДНК кількох генів інгібіторів протеази, які перешкоджають рухливості Pectobacterium, що викликають м’яку гниль та хворобу чорної ніжки.

Про це повідомляє Phys.org.

Коли люди одомашнювали рослини, вони зберігали певне насіння для посадки в наступному вегетаційному періоді на основі бажаних ознак. На цьому шляху одомашнення з’явилася сприйнятливість до хвороб, але дикі сорти рослин могли боротися з цими патогенами. 

Специфічні гени стійкості наразі невідомі, що створює Pectobacterium як серйозну загрозу глобальному виробництву картоплі та продовольчій безпеці.

Щоб допомогти приборкати цю загрозу, Янак Джоші та його колеги з Університету штату Колорадо нещодавно провели дослідження, опубліковане в Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI), досліджуючи, як дика картопля з Південної Америки (Solanum chacoense M6) може переносити ці захворювання, спричинені Pectobacterium.

У попередньому дослідженні вони виявили, що дика картопля виробляє молекули, які називаються метаболітами, які знижують вірулентність хвороби, перериваючи комунікаційну систему бактерій і припиняючи їхню здатність руйнувати клітинні стінки рослин. В останньому дослідженні автори порівняли білкові профілі дикої та домашньої картоплі, виявивши другий набір молекул, які називаються інгібіторами протеази. Випробовуючи вплив білків на бактерії, Джоші та його колеги виявили, що ці білки змушують бактерії змінювати форму та дивним чином злипатися, перешкоджають їхній здатності розкладати рослинні клітини та навіть перешкоджають їхній рухливості.

У своєму дослідженні автори прагнуть вивести нове покоління сортів картоплі, які стійко та незалежно протистоять патогенам.

Один з дослідників, Адам Хойбергер коментує: «Нашим відкриттям є другий механізм стійкості, який ми спостерігаємо у цього виду рослин, S. chacoense. Це підтверджує ідею, що дикі види рослин еволюціонували з кількома факторами резистентності або власною «пірамідою» ознак, які можуть бути використані в нашій харчовій промисловості та промисловості декоративних рослин».

Набір захисних ознак вважається стійким, оскільки він погіршує здатність бактерій долати цей опір. «Вони можуть еволюціонувати, щоб ухилитися від однієї молекули, щоб потім отримати удар по голові від іншої», — зауважує Хойбергер.

«Інгібітори протеази, визначені в цьому дослідженні, можуть принести користь програмам розведення картоплі в довгостроковій перспективі та потенційно можуть мати набагато більш миттєвий ефект, оскільки очищені білки використовуються для захисту рослин у полі — сподіваємось, завдаючи удару Pectobacterium на довгі роки», – зазначають у виданні.

Читайте також: Американські вчені виявили нову хворобу картоплі