Размножение сельскохозяйственных зерновых культур для сопротивления против болезнетворных микроорганизмов болезни важно в поисках, чтобы обеспечить глобальное производство продуктов питания. Однако несмотря на усилия управлять ими, болезни урожая все еще составляют пятнадцать процентов потерь в производстве продуктов питания в мире. Фермеры опрыскивают свои зерновые культуры фунгицидами, чтобы управлять этими болезнями растений, но их эффективность ограничена, поскольку болезнетворные микроорганизмы болезни видоизменяются, чтобы стать нечувствительными к фунгицидам.
Эксплуатируя новое молекулярное и генетическое понимание, исследование, проведенное в сотрудничестве с Пьером де Ви из Вагенингена Сельскохозяйственный Университет в Нидерландах, обеспечивает лучшее понимание системы обороны хлебных злаков против разрушительных болезнетворных микроорганизмов, которые растут в местах между растительными клетками. Это обеспечивает новые возможности улучшить эффективность размножающихся зерновых культур для сопротивления против болезни.Доктор Хенрик Стоц, Товарищ Марии Кюри и ведущий исследователь из Школы Наук о жизни и Медицинских наук в Университете Хартфордшира, сказал: «Поскольку традиционные методы управления болезнью урожая становятся менее эффективными, потребность породить новые напряжения зерновых культур со встроенным сопротивлением увеличениям болезнетворных микроорганизмов болезни.
«Таким же образом то, что люди развивали иммунные реакции против человеческих болезнетворных микроорганизмов болезни, зерновые культуры могут быть выведены для сопротивления против болезнетворных микроорганизмов болезни, но мы должны улучшить наше понимание эффективных механизмов сопротивления в заводах. Наше исследование увеличивает традиционное понимание системы обороны завода и описывает новое понятие, описывающее, как заводы защищают себя от болезнетворных микроорганизмов, которые растут в космосе вне растительных клеток (apoplast) – новое понятие, названное вызванной исполнительным элементом защитой или ETD».Системы обороны завода состоят из связанных рядов рецепторов, которые найдены и внутри и снаружи растительных клеток.
Оба набора рецепторов ощущают агрессивный болезнетворный микроорганизм и отвечают на его вторжение. У двух систем рецептора есть различные классы белков рецептора завода, чтобы обнаружить различные типы патогенных молекул.
Текущее понимание защиты завода – то, что у заводов, используя эти рецепторы, есть две формы защиты. Вызванная образцом неприкосновенность (PTI) – первый оборонительный рубеж, работая вскоре после того, как болезнетворный микроорганизм приземлился на поверхность завода. Прежде чем болезнетворный микроорганизм вошел в завод, его присутствие определенных патогенных молекул или образцов признано иммунными системами растения-хозяина. Это тогда активирует иммунные реакции, чтобы остановить болезнетворный микроорганизм и тем самым защитить завод от инфекции.
Второй оборонительный рубеж упоминается как вызванная исполнительным элементом неприкосновенность (ETI), это основано на обнаружении болезнетворных микроорганизмов болезни генами завода – есть отношения между геном в растении-хозяине и геном у болезнетворного микроорганизма. Понятие ETI было развито, чтобы описать защиту против болезнетворных микроорганизмов, которые вступают в растительные клетки (например, пшеница подвергает коррозии и поражает милдью, картофель поздно губят болезнетворные микроорганизмы), и соответствует их защитным механизмам хорошо. Присутствие болезнетворного микроорганизма в клетке активирует определенные белки, которые вызывают смерть и растительной клетки и вторгающегося болезнетворного микроорганизма.Доктор Стоц продолжал: «Это понятие завода, ETI действительно не объясняет второй оборонительный рубеж во взаимодействии хозяев завода, защищающих себя от внеклеточных грибковых болезнетворных микроорганизмов – т.е. тех лиственных грибковых болезнетворных микроорганизмов, которые входят в лист растения, чтобы эксплуатировать пространство между его камерами, известными как apoplast, восстановить питательные вещества от завода.
Они включают разрушительные болезнетворные микроорганизмы, которые вызывают septoria пятно листа на пшенице, пятно листа ячменя, струпья яблока и легкое пятно листа на изнасиловании семени масличной культуры. Понятие ETI не держится для защиты против тех болезнетворных микроорганизмов, которые входят в лист, но не в клетки.
«Посредством нашего исследования мы обнаружили, что защита против внеклеточных болезнетворных микроорганизмов (ETD) включает различные гены завода от вовлеченных в защиту против внутриклеточных болезнетворных микроорганизмов. Мы определили некоторые определенные гены устойчивости, которые кодируют для подобного рецептору proteis (RLPs) и описали, как они работали против болезнетворных микроорганизмов. Мы чувствуем, что неприкосновенность – слишком сильный термин для этого нового защитного механизма, потому что эти внеклеточные болезнетворные микроорганизмы могут пережить и даже сексуально воспроизвести на стойких хозяевах, и таким образом, мы называем его ‘защитой’».
Профессор Брюс Фитт, преподаватель патологии завода в Университете Хартфордшира, добавил: «Это новое понимание защиты завода через ETD предлагает различные операции определенных генов устойчивости, которые помогут нам быть более успешными в размножении новых напряжений зерновых культур для сопротивления. Это важно в сражении за глобальную продовольственную безопасность, чтобы защитить будущие источники пищи в мире».
Работа «Вызванная исполнительным элементом защита против apoplastic грибковых болезнетворных микроорганизмов» опубликована онлайн в Тенденциях в Растениеводстве.