Стрига — опасный карантинный сорняк-паразит, поражающий злаковые культуры, главным образом кукурузу, рис, пшеницу и сорго. Питаясь соками хозяина и истощая его, стрига способна уничтожить до 100% урожая. За счет специальных органов — гаусторий — стрига прикрепляется к корням растений-хозяев и высасывают питательные вещества.
Исследователи Центра устойчивого ресурсоведения Riken (Япония) считают, что гаустории могут стать ключом к борьбе с паразитом: если понять биологию гаусторий, то возможно будет планировать способы контроля этих паразитических растений.
Для завершения жизненного цикла стриге необходим хозяин, что затрудняет ее изучение в лабораторных условиях. Поэтому в качестве модели исследователи используют другой вид паразитов — Phtheirospermum japonicum.
Ход исследования и результаты
Для идентификации генов, активных на ранних стадиях развития гаустория у P. japonicum исследователи использовали секвенирование РНК. Поскольку ранний этап включает расщепление белков в определенных условиях, необходимо было идентифицировать гены, кодирующие белки, которые могут быть расщеплены в этих условиях.
В ходе исследования была обнаружена активация рецепторов гена фактора роста корневой меристемы (RGF). Дальнейшие эксперименты показали, что индуцирование гена роста корневой меристемы способствует образованию прегаусторий. Чтобы определить, какие из шести рецепторов RGF участвуют в этом процессе, исследовали поочередно отключали каждый из них. Это показало, что для образования гаустории необходимы два рецептора — RGFR1 и RGFR3.
Также было установлено, что ген RGF2 является общим для паразитических и непаразитических растений. Следовательно, выяснение того, как он регулируется у разных растений, может объяснить, как некоторые растения эволюционировали в паразитов.
Исследование нуклеотидной последовательности генома растений используют также для дифференциации видов. Во Всероссийском центре карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования по расшифровке геномов инвазивных сорных растений для дальнейшей разработки специфических методов их диагностики.
Источник: Maxwell R. Fishman et al, Neofunctionalized RGF pathways drive haustorial organogenesis in parasitic plants, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adw3965