Сразу два исследования, опубликованные учеными из Германии в сотрудничестве с коллегами из Китая, обнаружили естественные клеточные молекулы, которые управляют критическими иммунными реакциями растений. Это позволяет сделать ряд важных сельхозкультур более устойчивыми к болезням, сообщает сайт My Droll.

Мировое производство продовольствия должно удвоиться к 2050 году, чтобы к тому времени прокормить ожидаемые дополнительные 2 миллиарда человек населения Земли. Это требует повышения урожайности многих основных сельскохозяйственных культур, а также разработок, позволяющих сделать растения более устойчивыми к микроскопическим инфекциям.

Ученые под руководством Джиджи Чай и Джейн Паркер из Института исследований селекции растений им. Макса Планка в Кельне и Кельнского университета в Германии, в сотрудничестве со специалистами из Университетов Пекина и Чжэнчжоу в КНР, идентифицировали два новых класса молекул и определили их способы действия в реализации иммунных ответов внутри растительных клеток. Результаты их открытия прокладывают путь к разработке биоактивных малых молекул, которые будут способны повышать устойчивость растений к вредным микробам.

На молекулярном уровне основная иммунная стратегия, используемая растениями, включает богатые лейцином белки, называемые NLR – нуклеотидсвязывающими рецепторами повторов. NLR активируются вторжением микроорганизмов и запускают защитные иммунные реакции, которые завершаются так называемой гиперчувствительной реакцией с ограничением роста возбудителя и часто строго ограниченной гибелью клеток в месте заражения – сродни ампутации пальца ноги для обеспечения выживания всего организма.

Исследование показало, что один из класса белков NLR, имеющих домены рецептора толл/интерлейкина-1 (TIR) и получивших наименование TNL, передают сигналы нижестоящему иммунному белку EDS1. Более ранняя работа показала, что рецепторы TNL и белки TIR на самом деле являются ферментами, индуцированными патогенами. Данные свидетельствуют о том, что эти ферменты продуцируют своеобразный «мессенджер» для передачи сигналов EDS1 внутри клеток, но в точности установить молекулы, которые стимулируют различные иммунные ответы, тогда не удалось.

Теперь научная группа Чай восстановила ключевые компоненты сигнального пути в клетках и молекулы, которые стало возможным выделить и охарактеризовать. Используя этот подход, авторы исследования обнаружили два разных класса модифицированных нуклеотидных молекул, продуцируемых TNL и TIR. Эти соединения преимущественно связывались с различными субкомплексами EDS1 и активировали их для стимулирования иммунных ответов.

Иммунные рецепторы TIR и белки-концентраторы EDS1 существуют естественным образом во многих важных видах сельскохозяйственных культур, таких как рис и пшеница, и Джиджи Чай указывает, что «идентифицированные небольшие молекулы, катализируемые TIR, могут использоваться в качестве общих и естественных иммуностимуляторов для борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур».

Джейн Паркер в дополнение к этому заключает, что «знание биохимических способов действия этих небольших молекул открывает совершенно новую главу в области передачи сигналов иммунитета растений и борьбы с болезнями».

Вам может понравиться

Энергоэффективное жилищное решение в Швеции – недорогие дома на солнечных батареях

Двухэтажные жилые дома площадью 150 кв. м, возведенные в Эребру (Швеция) из недорогих сборных модулей, почти полностью способны обеспечить себя электричеством от солнечных панелей. Об этом сообщает онлайн-журнал Yanko Design.

Новый анемометр из «умных» материалов повышает характеристики БПЛА

Научные специалисты из Университета штата Огайо (США) разработали и успешно испытали новый, более эффективный датчик скорости и направления ветра, предназначенный для использования на бесплотных летательных аппаратах (БПЛА). Об этом сообщает

Широко распространенный сорняк может стать ключом к созданию засухоустойчивых культур

Ученые из Йельского университета в США, исследовав особые метаболические пути для создания нового типа фотосинтеза в обычном сорняке, известном как портулак, открыли перспективные способы выращивать более засухоустойчивые культуры. Об этом
Погода в России: