Китайские учёные обнаружили ген, который отвечает за устойчивость крупнолистной гортензии к грибковому заболеванию – пятнистости листьев. Результаты исследования, опубликованные в журнале Plant Cell Reports, могут помочь селекционерам вывести новые, более выносливые сорта этого популярного декоративного растения и сократить использование фунгицидов.
Крупнолистная гортензия (Hydrangea macrophylla) широко распространена в садоводстве, однако подвержена заболеванию, которое вызывает грибок Corynespora cassiicola. Он оставляет на листьях некротические пятна, что снижает декоративную ценность растения и наносит экономический ущерб питомникам. До сих пор основным методом борьбы с грибком оставалась химическая обработка.
Группа исследователей из нескольких научных центров КНР проанализировала геном гортензии, сосредоточившись на семействе генов AP2/ERF, которые регулируют реакцию растений на стресс. Из 164 генов этого семейства учёные выделили 46, активность которых менялась при заражении растения грибком. Для дальнейших экспериментов были отобраны три наиболее перспективных гена.
Ключевым в исследовании стал ген HmaERF87. Учёные применили метод временного «отключения» генов в образцах листьев. Когда активность HmaERF87 подавляли, листья становились значительно более уязвимыми для инфекции, и площадь поражения увеличивалась. Напротив, при искусственном усилении работы этого гена устойчивость растения к грибку возрастала, а повреждения сокращались.
Дальнейший анализ показал, что белок, который кодирует HmaERF87, работает в ядре клетки и управляет другими генами, отвечающими за защиту. Его активность связана с растительными гормонами, в частности с жасмоновой кислотой, которая играет важную роль в иммунном ответе на патогены, питающиеся мёртвыми тканями. Похожие защитные механизмы ранее были обнаружены у других культур, включая кукурузу.
Открытие даёт селекционерам молекулярный инструмент для выведения сортов гортензии, которые генетически устойчивы к пятнистости. Это позволит в будущем отказаться от химикатов при выращивании одного из самых востребованных в мире декоративных кустарников.