15.04.2010

Растениям вручат супероружие от бактерий

Биологи сообщили об уникальном научном прорыве – они нашли потенциальное супероружие в длительной борьбе с бактериями, представляющими угрозу для основных сельскохозяйственных культур.

Уже протестированная в лабораторных условиях, их технология предполагает введения такого набора генов в растение, который должна распознавать его иммунная система и вступать в борьбу с захватчиками еще в зародыше, сообщает журнал Nature Biotechnology.

Бактерии ежегодно причиняют огромный ущерб посевам. Фермеры обычно решают эту проблему путем использования на своих полях химикатов, но эти средства, во-первых, дорогостоящие, а, во-вторых, они наносят вред биоразнообразию почвы.

Другой способ укрепления "обороны" растений – введение определенного гена путем скрещивания с более устойчивыми видами посевных культур. Однако этот метод редко способен уберечь растения от широкого спектра проблем, в любом случае, бактерия может эволюционировать быстрее, пробивая новые линии обороны.

Фитобиологи под руководством Сайрила Зипфеля из Лаборатории Сейнсбери в Норидже, Восточная Англия, применили абсолютно новую тактику.

Они вторглись в систему обороны самого растения, охотясь за генами-охранниками, которые способны распознавать сигнальные белки, которые выделяет микроб-захватчик.

Как кости и кожа у людей, эти белки имеют важное значение для основных функций бактерий и поэтому менее вероятно, что они способны мутировать, ибо процесс изменения может нанести вред выживанию самого возбудителя.

Гены-охранники управляют так называемыми рецепторами распознавания образцов, или PRR.

PRR впервые были обнаружены 15 лет назад, но к настоящему времени выявлены лишь немногие из них, к тому же еще многое в их работе остается неясным.

Доподлинно было известно, что PRR могут выявить определенный белок из довольно широкого диапазона бактерий. Неясно было другое: является ли защита, созданная на их основе, уникальной для данного семейства растений или ее можно использовать и в других семействах.

Изучая это направление, группа под руководством Зипфеля взяла PRR, специфичные для семейства Brassica (эта группа растений включает в себя горчицу, брюссельскую капусту, капусту белокачанную, рапс и другие) и ввела эти рецепторы распознавания в два растения из семейства пасленовых, у которому относятся томаты, картофель, баклажаны, табак и другие ценные культуры.

Укрепив свой собственный арсенал PRR новой системой защиты, пасленовые растения показали "значительно лучшую" сопротивляемость различным бактериям, в том числе Ralstonia solanacearum, которая является одной из основных причин увядания урожая.

"Сила этого сопротивления кроется в том, что она "пришла" из другого семейства растений, поэтому у возбудителей болезней не было никаких шансов для адаптации", - отмечает в пресс-релизе ученых.

"Благодаря генетической модификации, теперь мы можем передавать сопротивляемость бактериям через видовые границы, чего не возможно достичь путем традиционной селекции", - говорится в тексте сообщения.

Работа является доказательством самого принципа, но предстоит еще долгий путь, прежде чем данный метод станет общественным достоянием.

По словам Зипфеля, в "постоянный эволюционной гонке вооружений" между растениями и патогенами, возможности того, что бактерии будут активно мутировать и, тем самым, начнут обходить новое оружие, достаточно малы, хотя этого тоже нельзя сбрасывать со счетов.

Источники:

1. MIGnews.com