Молекулярные генетики определяют путь развития патогенов растений

31 января 2018



Ауксин контролирует диапазон биологических реакций в растениях, включая рост их клеток и тканей, а также другие процессы нормального развития. Хотя науке достаточно давно известно, что микробы способны продуцировать свою собственную версию ауксина, роль такого индуцированного патогеном ауксина в развитии болезни была недостаточно понятна.

Совсем недавно биологи Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили, что патоген возбудителя Pseudomonas syringae (сиреневый псевдомонас, вид фитопатогенных грамотрицательных палочек с одним жгутиком, вызывающий у растений бурое слизеточение, повреждения плодов и пятнистость листьев) использует ауксин для подавления защиты клеток-хозяев и способствует колонизации и развитию болезней.

«Патоген производит важное и нужное для растений соединение, которое они производят сами, но переизбыток хорошего в данном случае очень вредит, — говорит Барбара Кункель, профессор биологии в области искусств и наук. «Наши данные свидетельствуют о том, что дополнительный ауксин смещает или перенаправляет реакцию хозяина таким образом, что это способствует росту патогена внутри ткани листа».

Исследователи из лаборатории Кункеля идентифицировали новый фермент, который штамм P. syringae DC3000 использует для синтеза ауксина. Использую аналитическое оборудование биохимик Джозефа Джеза, профессор биологии и постдокторант Сун Гу Ли описали биохимические характеристики фермента и отобразили его трехмерную структуру. Ученые также модифицировали бактерии, отключив у них выработку ауксин-продуцирующего фермента, так они проверили способность мутантных бактерий распространять болезнь без их секретного оружия.

Результаты исследования показывают, что ауксин, продуцируемый патогеном, усиливает способность последнего расширять свое присутствие в растительной ткани, тем самым увеличивая тяжесть симптомов болезни у инфицированных растений.

«Растения обладают тонко настроенным механизмом защитных сигнальных путей, контролируемых различными гормонами, позволяющим им сохранять оптимальный баланс», — сказала Кункель. «Интересно, что ауксин гасит защитную реакцию, опосредованную салициловой кислотой. По сути, он слегка снижает силу этого ответа, и этого снижения достаточно для того, чтобы патоген мог расти до более высоких уровней, чем обычно ». Новое понимание проблемы открывает двери для разработки новых стратегий контроля, которые в один прекрасный день могут помочь остановить патоген.