Зерновые культуры относятся к числу основных продуктов питания. Только пшеница обеспечивает около 20% потребления белка и калорий во всем мире. Однако производители сталкиваются с серьезными проблемами из-за Blumeria graminis f. sp. tritici — возбудителя, вызывающего мучнистую росу пшеницы.
Одной из альтернатив использования фунгицидов является выращивание сортов пшеницы, генетически устойчивых к данному патогену. Однако во многих случаях это неэффективно, поскольку мучнистая роса быстро эволюционирует и способна преодолеть любую устойчивость.
Исследователи университета Цюриха провели углубленные исследования, чтобы установить, как грибок заражает пшеницу, несмотря на наличие у нее генов устойчивости. Было обнаружено ранее неизвестное взаимодействие между факторами устойчивости пшеницы и факторами, вызывающими мучнистую росу.
Механизм преодоления устойчивости пшеницы
Возбудитель мучнистой росы пшеницы синтезирует сотни крошечных белков — эффекторов, которые, попадая в клетки хозяина, вызывают инфекцию. Белки устойчивости, вырабатываемые пшеницей, могут напрямую распознавать некоторые из этих эффекторов. Это запускает иммунный ответ, который останавливает инфекцию. Однако грибок часто обходит это, модифицируя распознанные эффекторы или даже полностью теряя их.
В ходе исследования было установлено, что распознавание эффектора AvrPm4 белком устойчивости Pm4 не приводит к подавлению инфекции. Это происходит благодаря наличию второго эффектора, который блокирует распознавание AvrPm4. Стоит отметить, что этот второй эффектор также распознается другим белком резистентности пшеницы.
Новый подход к созданию устойчивых сортов
Это открытие позволяет предположить, что одновременное присутствие двух белков устойчивости в одном сорте пшеницы может создать эволюционный тупик для возбудителя мучнистой росы пшеницы, делая его уязвимым для иммунного ответа растения.
Такой подход в сочетании с мониторингом патогена позволит целенаправленно использовать устойчивые сорта пшеницы для максимальной защиты урожая.
Возбудители болезней растений способны значительно сократить будущий урожай и снизить его качество. Во Всероссийском центре карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят изучение карантинных и особо опасных фитопатогенов. Проверить качество семенного материала можно в лабораториях ФГБУ «ВНИИКР».