Каждый год грибковые заболевания приводят к значительным потерям урожая сельскохозяйственных культур. Грибок Botrytis cinerea, вызывающий заболевание серой плесенью, является основной проблемой для фермеров, выращивающих клубнику, виноград, малину, помидоры и салат. Для снижения угрозы аграрии часто прибегают к применению химических фунгицидов, которые со временем могут потерять свою эффективность. Ученые из Центра науки о растениях Дональда Данфорта, в частности: кандидат наук Дилип Шах, кандидат наук, доктор наук Сива Веливелли, кандидат наук Кирк Чиммек, доктор философии, главный исследователь и директор, совместно с исследователями из Передовой лаборатории биоизображений при Центре науки о растениях, а также с сотрудниками в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, определили подкласс пептидов в клубеньках бобовых, Medicago truncatula, которые оказались эффективными в подавлении роста грибка, вызывающего серую плесень. Результаты их исследования под названием «Противогрибковый симбиотический пептид NCR044 демонстрирует уникальную структуру и многогранные механизмы действия, обеспечивающие защиту растений» недавно были опубликованы в издании Proceedings of the National Academy of Science.

«Мы рады возможности разработать этот класс пептидов в качестве распыляемого фунгицида, который предоставил бы фермерам экологически чистую альтернативу химическим фунгицидам для лечения грибковых заболеваний до и после сбора урожая. Во время применения данной разработки на сельскохозяйственных культурах пептиды в конечном итоге разлагаются до аминокислот в почве и используются полезными микробами в качестве источника энергии», — заявил Дилип Шах.

Medicago truncatula является родственником люцерны. Шах и его команда рекомбинантно произвели большие количества высоко заряженного пептида NCR044, который экспрессируется в клубеньках данного бобового. Затем они нанесли пептид в низких концентрациях на растения табака и томата в лаборатории и заразили растения грибком серой плесени. Растения продемонстрировали значительную защиту от данного грибкового заболевания.

Для того чтобы понять антимикробный механизм в клетке, команда научных сотрудников сотрудничала с Кирком Чиммеком, который также является микологом, он изучал клеточную биологию грибов в течение многих лет. Используя конфокальную микроскопию и микроскопию сверхвысокого разрешения, команда смогла наблюдать в динамике, как пептид связывается со спорами и проростками грибка, как он усваивается и куда он попадает внутрь грибковой клетки. Одним из ключевых открытий было подтверждение того, что пептид сконцентрирован в ядрышке, органелле, где происходит рибосомная сборка.

Часть проекта была профинансирована TechAccel. Шах и Чиммек продолжат свои исследования. Они обратились в Национальный научный фонд за грантом для дальнейшего изучения того, как противогрибковые специфичные для клубеньков пептиды уничтожают вредные грибковые патогены в лабораторных условиях и в полевых.

 

*по информации из открытых источников

 

 

Читайте также:

Ученые разработали новый метод измерения биопестицидов RNAi в почве

Исследователи предложили сверхточную технологию обнаружения заболеваний томатов

В ГМО-растениях обнаружили антибиотик, защищающий культуры от опасных заболеваний