Ученые обнаружили молекулу, которую вырабатывает живущий на листьях риса грибок, способную защищать от распространённых болезней не только сам рис, но и кукурузу, сою и томаты. Открытие может стать основой для разработки новых биофунгицидов и методов селекции, которые повысят устойчивость растений без снижения урожайности.
Исследователи изучали ризоктониоз – заболевание, вызываемое патогеном Rhizoctonia solani и приводящее к серьёзным потерям урожая риса. Они установили, что устойчивость некоторых сортов к болезни зависит не от самого растения, а от сообщества микроорганизмов на его листьях. Когда учёные стерилизовали листья, удалив с них микрофлору, устойчивость исчезала.
Дальнейший анализ показал, что у резистентных сортов на листьях в большом количестве присутствуют грибки рода Aspergillus. Из одного из них, Aspergillus cvjetkovicii, удалось выделить активное вещество – 2,4-ди-трет-бутилфенол (2,4-DTBP). Эта молекула самостоятельно подавляет патоген, причём её эффективность подтвердили не только в лаборатории, но и в полевых испытаниях на рисе, огурцах, кукурузе, сое и томатах.
Механизм действия молекулы заключается в том, что она «обезоруживает» патоген R. solani. Вещество 2,4-DTBP снижает содержание в клетках грибка активных форм кислорода. Это, в свою очередь, подавляет работу гена AMT1, который отвечает за агрессивность патогена, его рост и способность формировать структуры для выживания в неблагоприятных условиях.
Это открытие также вводит в научный оборот концепцию М-генов – генов растения, которые формируют его микробиом. В отличие от традиционных генов устойчивости (R-генов), активирующих иммунитет часто в ущерб урожаю, М-гены помогают растению «привлекать» на свои листья полезные микробы-защитники. Такой подход позволяет добиться долговременной защиты от широкого спектра патогенов, не жертвуя продуктивностью.
На основе этих результатов учёные видят два пути для практического применения. Первый – создать биопрепараты на основе грибка Aspergillus или его молекулы 2,4-DTBP для обработки растений. Второй – вывести новые сорта культур, чьи М-гены будут самостоятельно формировать на листьях защитный микробиом. Сочетание этих подходов может стать важным элементом устойчивого сельского хозяйства.