Рис – важнейшая продовольственная культура и второй урожай мира по объемам производства после кукурузы. Одна из главных проблем при выращивании заключается в грибном заболевании, называемом пирикуляриоз риса, о вспышках которого сообщалось в более чем в 80 странах на всех континентах. Ученые предложили для риса железную защиту
В научной работе, проведенной в Центре исследований сельскохозяйственной геномики (CRAG) руководством Бланки Сан-Сегундо, говорится о том, что воздействие на растения риса умеренно высоких уровней железа повышает устойчивость к заражению патогенным грибом Magnaporthe oryzae, вызывающим пирикуляриоз риса, пишет портал phys.org.
Как известно, железо необходимо для правильного роста и развития растений, включая культуру риса. Хотя это обильный элемент в большинстве сельскохозяйственных почв, его доступность для сельскохозяйственных культур может быть низкой. В зависимости от характеристик почвы железо находится в нерастворимой или растворимой форме, поэтому растение может усваивать его более или менее эффективно. Кроме того, как дефицит, так и избыток железа могут стать токсичными для растения. Таким образом, точный контроль количества железа, а также его биодоступности оказывается решающим фактором.
Используя методы секвенирования РНК, которые позволяют анализировать уровни экспрессии различных генов, исследовательская группа обнаружила активацию нескольких генов, связанных с защитой растений, при обработке риса железом в течение короткого периода времени.
Кроме того, присутствие железа увеличивало экспрессию генов, связанных с образованием фитоалексинов, молекул с противогрибной активностью, способных ингибировать рост Magnaporthe oryzae. Таким образом, удалось продемонстрировать, что умеренная обработка железом активирует врожденную иммунную систему риса.
В условиях заражения в листьях растений, обработанных железом, наблюдалось накопление как активных форм кислорода, так и железа в специфических и очень локализованных областях зараженного листа, которые соответствуют точкам проникновения возбудителя. Это запускает процесс запрограммированной гибели клеток в растительных клетках, известный как ферроптоз, когда инфекция контролируется самим растением.
«Реакция клеточного самоубийства или ферроптоз была описана у сортов риса, устойчивых к заражению M. oryzae (несовместимые взаимодействия) в результате обработки железом. Железо имеет функцию для усиления иммунного ответа в растении риса», - прокомментировала Бланка Сан-Сегундо, ведущий исследователь исследования.
Предыдущие исследования той же группы уже подчеркивали роль питательных веществ в ситуации с восприимчивостью или устойчивостью риса к пирикуляриозу. Так, избыток фосфата в результате чрезмерного использования фосфорных удобрений имеет противоположный эффект, поскольку делает рис более восприимчивым к заражению грибом.
«Понимание взаимосвязи между поступлением питательных веществ (макроэлементов и микроэлементов) и защитной реакцией растения против патогенов может быть очень полезным при разработке новых стратегий защиты от пирикуляриоза и, следовательно, минимизировать связанные с этим экономические потери. Кроме того, эти знания помогут внедрить более устойчивые методы выращивания риса за счет сокращения использования агрохимикатов (удобрений и пестицидов)», подчеркнули авторы работы.
(Источник: phys.org. Фото предоставлено Центром исследований сельскохозяйственной геномики (CRAG). На фото вы видите листья растений риса, обработанные или не обработанные железом (5 дней) и инфицированные грибом M. Oryzae).
Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | VK.Новости.