Выяснилось, как растения защищают себя от вредных грибков и бактерий

Растения могут защитить себя от вредных грибков и бактерий. Международная исследовательская группа описывает в журнале Nature сигнальную цепочку, с помощью которой они реагируют на такие опасности. Ученые нашли ключевое звено в иммунном ответе растений.

Так же, как и людям, растениям необходимо защищаться от широкого спектра микроорганизмов. Болезнетворные бактерии и грибки используют небольшие поры на поверхности листа, известные как устьица, для проникновения в растения. Растения могут закрыть устьица, если им угрожают патогены, но не навсегда: им нужны открытые поры для поглощения углекислого газа из окружающей среды для фотосинтеза.

Механизм, с помощью которого растения распознают своих врагов и затем закрывают переборки, необходим для их выживания в естественных условиях. Исследовательская группа профессора Райнера Хедриха из Университета Юлиуса Максимилиана (JMU) Вюрцбург в Баварии, Германия, уже много лет изучает именно этот механизм.

Чтобы патогены (зеленые) не попали в растение через устьица, эти поры закрываются. Рецептор FLS распознает возбудителя и открывает ионный канал OSCA, который позволяет кальцию поступать в клетку. Кальций активирует киназу (CPK), которая затем открывает анионный канал SLAC. Это инициирует закрытие устьиц. (Изображение: Sönke Scherzer/Universität Würzburg)

Среди прочего, команда Хедрича обнаружила, как особый тип клеток — пара замыкающих клеток, образующих поры, проницаемые для воздуха и водяного пара — контролирует открытие и закрытие этих пор. Канал SLAC1 на внешней мембране замыкающих клеток играет центральную роль в этом процессе: если концентрация кальция в клетках увеличивается, канал высвобождает из клеток анионы, такие как хлорид. В результате устьица закроются.

Долгое время оставалось неясным, как уровень кальция в замыкающих клетках увеличивается в ответ на патогены. Консорциум, возглавляемый профессором Сирилом Ципфелем из Цюрихского университета в Швейцарии и поддерживаемый группой профессора Хедриха, в итоге идентифицировал долгожданную последовательность реакций, которая способствует иммунному ответу замыкающих клеток. 

Используя новую технику, разработанную в лаборатории Хедрича (сканирующие ионоселективные электроды), выяснилось, что два белка семейства OSCA позволяют ионам кальция проникать в замыкающие клетки, как только иммунные рецепторы на поверхности клетки идентифицируют патоген.

Ранее было известно, что каналы OSCA реагируют на механические стимулы. В иммунном ответе они активируются химической модификацией. Этот шаг запускает сигнальную цепь в закрывающихся клетках, которая проходит через канал SLAC1 и в конечном итоге приводит к закрытию устьиц. Это показало, что каналы OSCA играют важную роль в механических повреждениях и инфекциях, вызванных бактериями и грибами.

Заболевания, вызываемые бактериями и грибами, могут иметь разрушительные последствия в сельском хозяйстве, поскольку они вызывают огромные потери урожая и в конечном итоге могут привести к голоду.

С открытием роли каналов OSCA в иммунном ответе растений группы профессоров Зипфеля и Хедриха теперь могут исследовать новые стратегии селекции растений, которые обладают превосходными защитными реакциями против патогенов. В сельском хозяйстве они должны быть менее восприимчивыми к болезням и позволять фермерам сократить использование химикатов для защиты.

Читать также

Посмотрите, как может выглядеть Proxima b. Это планета ближайшей к нам звезды

Симптомы коронавируса у детей. На что стоит обратить внимание?

На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Анализ подтверждает гипотезу, что Луна «откололась» от Земли
Космос
Инженеры «связали» прочную кольчугу толщиной в несколько атомов
Наука
«Хаббл» за 10 лет создал крупнейшую панораму соседней галактики
Космос
В ОАЭ построят крупнейшую круглосуточную солнечную электростанцию
Новости
Астрофизики рассмотрели детали активного ядра галактики
Космос
Камера, которая имитирует глаз насекомого, снимает в полумраке 9120 кадров в секунду
Новости
Найдена огромная черная дыра, которая стреляет энергией в сторону Земли
Новости
Выяснилось, когда и откуда во Вселенной появилась вода на самом деле
Новости
Инженеры придумали, как управлять приложениями с помощью ног
Новости
Найден странный источник радиосигналов, которого «не может быть»
Космос
Что будет, если ежедневно пить один бокал пива или вина — исследование
Наука
Посмотрите на взрыв корабля Starship в небе: в чем причина аварии
Космос
ИИ в e-commerce: как он работает и как его правильно использовать
Мнения
Китайский робопес установил рекорд скорости в стометровом забеге
Новости
Индийское космическое агентство впервые состыковало спутники на орбите
Космос
20 000-летние «человеческие» останки из Японии оказались костями медведя
Наука
Археологи раскрыли тайну «принесенных в жертву» 4900 лет назад камней
Наука
ChatGPT иногда «думает» по-китайски: эксперты объяснили, в чем может быть причина
Новости
Многоразовая ракета Безоса впервые вышла на орбиту, но не смогла приземлиться
Космос
Найдена одна из самых первых сверхновых во Вселенной
Космос