Исследование показало: новый механизм иммунитета пшеницы к стеблевой ржавчине.

В журнале Science было опубликовано новое исследование, выполненное группой ученых из пяти разных континентов под руководством профессора Бранде Вульфа, доцента Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST). Они открыли новую молекулярную реакцию, которая инициирует иммунный ответ на серьезное заболевание пшеницы. Эта информация предоставляет новые стратегии для отбора пшеницы с более сильным иммунитетом к инфекции.

Пшеница является основным продуктом питания для миллиардов людей и важным источником корма для животных. Ее неурожай - серьезная проблема, которая сказывается на доходах фермеров и здоровье людей. Пандемия стеблевой ржавчины пшеницы может быть так же разрушительной, как и пандемия болезни человека.

Вульф сказал, что изменение климата приводит к появлению стеблевой ржавчины пшеницы в новых местах. Поэтому необходимо исследовать иммунитет растений и разрабатывать технологии для защиты ценных продуктов питания.

Животные и растения имеют разные иммунные системы. Позвоночные, такие как люди, полагаются на клетки крови для иммунитета, в то время как растения разработали другой эффективный подход. Наша задача - понять молекулярные реакции, которые приводят к гибели растений и помогают им выживать при инфекции патогеном.

Исследование показало первые молекулярные события, происходящие внутри клеток растений в ответ на стеблевую ржавчину, гриб, который вызывает оранжевые пустулы на стеблях и листьях. Данная болезнь является исторической причиной многих голодовок. Несмотря на то, что методы сельского хозяйства привели к появлению устойчивой пшеницы, распространение стеблевой ржавчины может уничтожить урожай.

Иммунная реакция начинается, когда стеблевая ржавчина взаимодействует с определенным типом белка, известным как «тандемные киназы». Также известно, что тандемные киназы играют важную роль в иммунитете растений.

Исследование показало, что молекулярные реакции, проводимые тандемными киназами, вызывают иммунный ответ. Этот ответ в конечном итоге убивает клетку, лишает патогена питательных веществ и препятствует его размножению и заражению других клеток.

Тандемные киназы, которые связаны друг с другом, становятся неактивными в отсутствие патогена. Однако, когда патоген образует связь с одной из киназ, он разблокирует их и активирует иммунный ответ. Этот механизм является новым и предлагает возможность создать более устойчивые к болезням пшеницы.

Исследование также отмечает, что эволюционное сохранение иммунного механизма у зерновых культур может помочь укрепить устойчивость этих культур к множеству заболеваний.

Вульф сказал, что большинство стран рассматривают пшеницу как критически важную часть своей агрополитики и продовольственной безопасности. Чем больше мы понимаем, как реагирует пшеница на патогены, тем лучше мы можем обеспечить продовольствием растущее население мира.

Пшеница является самой производимой и продаваемой культурой в мире благодаря своей легкой выращиваемости, хранению, обработке и высокой пищевой ценности. За последние десять лет ежегодно выращивалось более 750 миллионов тонн пшеницы, в то время как производство риса за то же время едва превысило 500 миллионов тонн.

Вульф также является сопредседателем Центра передового опыта по устойчивой продовольственной безопасности, который занимается научными исследованиями по устойчивому производству продовольствия в засушливых условиях.