Шведские ученые из Королевского технологического института в Стокгольме совместно с коллегами из Италии, Индии и Австралии представили метод защиты сельскохозяйственных культур от фитофтороза. Исследование направлено на борьбу с патогеном Phytophthora infestans – оомицетом, который стал причиной Великого голода в Ирландии в середине XIX века и по сей день наносит аграрному сектору ежегодный ущерб в миллиарды долларов.
В основе предложенного решения лежит использование синтетического пептида CS5. Он избирательно блокирует фермент PiChs, необходимый для развития инфекции. Биологическая специфика Phytophthora infestans такова, что этот организм эволюционно ближе к бурым водорослям, чем к грибам, и его клеточные стенки почти не содержат хитина. Однако обнаруженный исследователями фермент отвечает за синтез небольших хитиновых фрагментов, критически важных для роста патогена. Пептид CS5 связывается с активным центром этого фермента, не воздействуя при этом на растения или человека, у которых подобный белок отсутствует.
Необходимость в новых средствах защиты растений обостряется из-за глобального изменения климата. Рост средних температур и повышенная влажность расширяют ареал распространения фитофтороза и увеличивают продолжительность периодов, благоприятных для заражения. Традиционные фунгициды широкого спектра действия часто недостаточно эффективны и могут негативно влиять на экосистемы, способствуя появлению устойчивых штаммов. Прицельное действие нового пептида снижает риск развития резистентности и минимизирует побочные экологические эффекты.
Результаты лабораторных испытаний на образцах картофеля показали, что применение пептида CS5 успешно подавляет развитие патогена и препятствует распространению болезни. Авторы работы полагают, что успех этого подхода позволит разработать аналогичные ингибиторы для защиты других культур от родственных оомицетов. Переход к использованию высокоточных средств биоконтроля может стать важным этапом в обеспечении продовольственной безопасности в условиях сокращения пригодных для земледелия площадей и нестабильных климатических условий.