Вертициллёзное увядание, вызываемое почвенным грибком Verticillium dahliae, наносит серьёзный урон мировому производству хлопка. Патоген годами сохраняется в почве, проникает в растение через корни и закупоривает его сосудистую систему, по которой движется вода и питательные вещества. Традиционные фунгициды малоэффективны, поскольку грибок развивается внутри растения, что ведёт к пожелтению листьев и гибели посевов.
Группа исследователей из Хэнаньского университета в Китае идентифицировала ген, который помогает хлопчатнику противостоять этой болезни. Ген, получивший название GhMYB102, значительно повышает устойчивость растения к вертициллёзному увяданию.
Учёные выяснили, что GhMYB102 работает как регулятор, который заставляет растение активнее вырабатывать лигнин – сложный полимер, укрепляющий клеточные стенки. В результате в сосудистых тканях хлопчатника формируется более прочный физический барьер, который мешает распространению грибковых нитей и защищает растение от закупорки.
Свои выводы исследователи подтвердили экспериментально. Растения, у которых работу гена GhMYB102 искусственно подавляли, становились гораздо более восприимчивы к болезни. И наоборот, экземпляры с повышенной активностью этого гена демонстрировали значительно большую устойчивость. Анализ стеблей под микроскопом показал, что у защищённых растений действительно накапливалось больше лигнина.
Открытие может дать селекционерам новый инструмент для создания сортов хлопчатника, устойчивых к вертициллёзу, с помощью маркерной селекции или генной инженерии. В то же время авторы исследования отмечают, что избыточное накопление лигнина способно ухудшить качество волокна, поэтому при выведении новых сортов придётся искать компромисс между защитой от болезни и агрономическими характеристиками.