Вчені з'ясували, чому стиглі томати більш сприйнятливі до некротрофних патогенів, ніж незрілі

У недавньому дослідженні, опублікованому в Molecular Plant, дослідники з’ясували механізм, що лежить в основі підвищеної сприйнятливості до некротрофів під час дозрівання плодів. Вчені розробили швидку стратегію підвищення стійкості плодів томатів до некротрофів без шкоди для якості плодів.

Етилен (ET) є ключовим сигналом дозрівання, тоді як жасмонат (JA) є основним гормоном захисту. У помідорах транскрипційні фактори EIL є основою сигнальних шляхів ET. Дослідницька група професора Лі Чуанью з Інституту генетики та біології розвитку (IGDB) Китайської академії наук (CAS) раніше продемонструвала, що EIL фізично взаємодіє з субодиницею медіатора MED25, щоб організувати ієрархічний транскрипційний каскад для сприяння формуванню якості в томаті.

Як широко поширене явище серед м’ясистих плодів, стиглі фрукти більш сприйнятливі до некротрофних патогенів, ніж незрілі фрукти. Цей складний механізм дозволяє плодам захищати насіння, що розвивається і сприяє розповсюдженню зрілого насіння в природі, але спричиняє серйозні втрати врожаю після збирання.

Оскільки більшість показників якості плодів визначаються під час дозрівання, розмноження стійкості плодів до некротрофів без шкоди для якості, пов’язаної з дозріванням, є серйозною проблемою для багатьох культур.

Дослідники виявили, що, незважаючи на те, що продукування ET сильно індукується дозріванням, рівні JA-Ile (найбільш біологічно активної форми JA) значно знижуються під час цього процесу. Опосередковані JA захисні реакції зменшуються під час дозрівання. Подальші дослідження показали, що EIL безпосередньо активує експресію CYP94C1, білковий продукт якого, у свою чергу, перетворює JA-Ile в неактивну форму 12-COOH-JA-Ile, тим самим послаблюючи опосередкований JA захист під час дозрівання плодів.

Ці результати демонструють центральну роль CYP94C1 у зв’язку опосередкованого ET дозрівання та захисту, опосередкованого JA. Цілком ймовірно, що рослини використовують JA для захисту до дозрівання насіння. Після дозрівання насіння рослини використовують ET для сприяння формуванню якості та видалення захисту, опосередкованого JA, тим самим полегшуючи розповсюдження насіння.

CYP94C1 покращує стійкість плодів томатів до некротрофів. Важливо, що ця стратегія не впливає на дозрівання та якість плодів, включаючи дні від цвітіння до початку дозрівання, а також рівні цукрів, кислот, лікопіну та аскорбінової кислоти. Мутація CYP94C1 не призводить до несприятливого впливу на ріст і врожайність.