Новини науки

Вчені все частіше визнають, що мікробіом організму - сукупність бактерій та інших мікробів, що живуть в ньому і на ньому - є важливим компонентом його здоров'я. Для людей та інших тварин певні мікроби, що мешкають в кишечнику і шкірі, роблять благотворний вплив. Те ж саме і з рослинами. Більш того, було встановлено, що рослини можуть "набирати" корисні мікроби з навколишнього середовища, наприклад з ґрунту, що оточує коріння, щоб допомогти їм протистояти хворобам.

Група біологів визначила, що патогенний гриб Verticillium dahliae, відповідальний за хворобу в'янення у багатьох сільськогосподарських культур, виділяє «ефекторну» молекулу, націлену на мікробіом рослин, сприяючи розвитку інфекції. Дослідження було проведено командою Олександра фон Гумбольдта, професора доктора Барта Томма з Кельнського університету (UoC) в рамках кластера передового досвіду в галузі наук про рослини (KEPLAS) у співпраці з командою доктора Міхаеля Зейдла з теоретичної біології. І група біоінформатики Утрехтського університету в Нідерландах.

У UoC разом з доктором Ніком Снелдерсом, провідним автором дослідження, доктор Томма висунув гіпотезу, що якщо рослини можуть це робити, можливо, деякі патогени "навчилися" порушувати цей " крик про допомогу" і порушувати мікробіом рослини, щоб сприяти вторгненню. Таким чином, крім прямого придушення імунних відповідей рослини-господаря, ці патогени можуть побічно пригнічувати імунітет, впливаючи на здоровий мікробіом рослини.

Verticillium dahliae-добре відомий патоген багатьох рослин, включаючи тепличні культури, такі як помідори і салат, а також оливкові дерева, декоративні дерева і квіти, бавовна, картопля та інші. Поточне дослідження показує, що гриб секретує антимікробний білок VdAMP3, щоб маніпулювати мікробіомом рослини як ефектором.

Як правило, ефекторні молекули націлені на компоненти імунної системи господаря, що призводить до придушення імунітету. Тепер автори показали, що ці цілі поширюються на мешканців мікробіома господаря: під час колонізації господаря молекула VdAMP3 пригнічує корисні організми в мікробіомі рослини, що призводить до порушення мікробіома або «дисбіозу», так що гриб може завершити своє життя, цикл і виробництво потомства, яке може поширюватися і викликати нові інфекції.

    "З точки зору еволюції секретована молекула дуже стара. "Гомологи також зустрічаються в організмах, які не є патогенними для рослин", - сказав Томма. "Схоже, Verticillium "використовував" молекулу, щоб  "експлуатувати" її в процесі розвитку хвороби на господаря. Цікаво, що ця молекула діє не як антибіотик широкого спектру дії, націлений на який-небудь мікроб, а конкретно проти «конкуруючих» грибів, які мають здатність заважати Verticillium.

У довгостроковій перспективі краще розуміння цих механізмів допоможе вивести більш стійкі рослини і поліпшити стратегії захисту рослин. Перед лицем зростаючого населення світу, обмеженості сільськогосподарських угідь і необхідності зниження впливу на навколишнє середовище і забруднення навколишнього середовища однією з основних цілей вчених-рослинників є підвищення врожайності польових культур при мінімізації нашого екологічного впливу на навколишнє середовище.

"Вивчення цих ефекторних молекул, які допомагають патогенним грибам заражати культурні рослини, може призвести до нових способів захисту від них", - сказав Снелдерс.