Китайские учёные определили генетический механизм, который позволяет почвенной бактерии Bacillus subtilis защищать апельсиновые деревья от антракноза – распространённого грибкового заболевания. Исследователи выявили ключевой ген CsWRKY40, который активируется в растении под действием бактерии и помогает ему бороться с инфекцией, значительно уменьшая повреждения листьев.
Антракноз, вызываемый грибками рода Colletotrichum, наносит серьёзный ущерб плантациям цитрусовых по всему миру. Болезнь оставляет пятна на листьях и плодах, снижая урожайность и товарное качество апельсинов. Для борьбы с ней аграрии применяют фунгициды, однако их частое использование вредит окружающей среде и приводит к появлению у грибка устойчивости. Bacillus subtilis давно известна как биологический агент контроля, но как именно она запускает защитные реакции в самом дереве, до сих пор было неясно.
В ходе эксперимента команда учёных из нескольких университетов провинции Юньнань сравнила три группы растений: здоровые, заражённые грибком и заражённые, но обработанные бактерией. Результаты оказались наглядными: на листьях, обработанных B. subtilis, диаметр поражений в среднем составил 5,47 мм против 8,72 мм в контрольной группе без обработки. Таким образом, бактерия помогла уменьшить площадь повреждений на 37,3%.
Анализ показал, что за этим видимым улучшением стоит масштабная перестройка на генетическом уровне. Оказалось, что B. subtilis не просто подавляет патоген на поверхности листа, а активно реорганизует внутреннюю защитную систему растения. Бактерия влияет на работу целого семейства регуляторных генов WRKY, которые управляют реакцией растения на стресс, в том числе на атаку патогенов.
В центре этого процесса находится ген CsWRKY40. При заражении грибком его активность в растении падает, но после обработки бактерией – восстанавливается и даже растёт. Учёные считают, что именно этот ген играет одну из ключевых ролей в запуске защитного каскада. Всего в геноме апельсина было обнаружено более 1,7 тыс. генов, связанных с защитой, работой которых могут управлять факторы WRKY. Они отвечают за гормональные сигналы, укрепление клеточных стенок и выработку противомикробных соединений.
Авторы исследования подчёркивают, что CsWRKY40 пока является лишь кандидатом на роль главного регулятора, и его точные функции предстоит подтвердить в дальнейших экспериментах. Тем не менее, работа впервые детально описывает молекулярную основу эффективности биоконтроля. Это открывает перспективы для создания более точных и действенных методов защиты урожая, которые позволяют усилить собственный иммунитет сельскохозяйственных культур.