
0
Мхи, печеночники, папоротники и водоросли могут стать новым интересным объектом изучения в вопросе мировой проблемы защиты сельскохозяйственных растений от болезней.
Эти нецветковые растения часто считаются более простыми по сравнению с их цветущими родственниками, к которым относятся основные сельскохозяйственные культуры.
По словам ученых, эти несосудистые и нецветковые мохообразные часто считаются простыми предшественниками цветковых растений, однако было обнаружено, что мхи, в частности, обладают расширенным набором иммунных рецепторов, которые, возможно, являются самыми сложными среди растений.
Биотехнологические методы показали, что домены иммунных рецепторов NLR (Nod-like-receptor — класс цитоплазматических клеточных рецепторов, относящихся к т. н. образ-распознающим рецепторам), защищающие растения от патогенов, могут передаваться между цветковыми и не цветковыми растениями. NLR цветковых растений — хорошо изученный предмет, но гораздо меньше известно о форме и функции рецепторов из расходящихся линий нецветковых, несосудистых мохообразных.
Интересный момент в этом исследовании заключается в том, что разнообразный иммунитет, обнаруженный у нецветущих растений, таких как семейство мховых, может передаваться. Поэтому они представляют собой источник новых генов стойкости к болезням, полезный для сельскохозяйственных культур, которые встречаются с возрастающей опасностью со стороны новых быстро прогрессирующих патогенов, усугубляемой изменением климата.
Ученые обнаружили, что существует поразительное структурное и функциональное сходство между доменами иммунных рецепторов у различных линий растений, хотя генетические последовательности этих доменов сильно различаются.
Используя методы транзиентной экспрессии, ученые уже однажды успешно смогли перенести гены иммунных рецепторов, взятые у нецветущих растений в цветущее. Разнообразные домены иммунных рецепторов активировали сильные иммунные реакции при кратковременной экспрессии в цветущих растениях. Обратное также было верно, поскольку исследователи обнаружили, что они могли функционально переносить иммунный домен из цветущих растений в нецветущие растения.
Тот факт, что эти домены переносимы и функционируют в разных линиях растений, является прорывом в понимании и предлагает практическое применение для защиты растений.
Это означает, что в будущем возможно использование нецветковых растений, таких как мхи, в качестве источника новых генов устойчивости к болезням среди сельскохозяйственных культур. Будущие эксперименты будут направлены на выявление молекул патогенов, которые вызывают иммунитет у различных растений.
Исследователи также попытаются понять, как компоненты иммунного рецептора объединяются для активации иммунного ответа.
Исследование также предлагает биологическое понимание. Часто считается, что цветковые растения являются вершиной эволюции. Но это исследование показывает, что, вероятно, существует сложность биохимии иммунных рецепторов в нецветковых растениях, которая может стать новым резервуаром для иммунитета, если ученые смогут перенести их в сельскохозяйственные культуры.