Учёные выявили ген виноградной лозы, помогающий ей противостоять грибку, повреждающему урожай

Исследование, опубликованное в журнале Plant Physiology, сообщает, что ген виноградной лозы, известный как VvMYB3R5, играет центральную роль в помощи лозе противостоять Colletotrichum viniferum — грибному патогену, который повреждает виноградные посадки и снижает качество плодов.

В статье VvMYB3R5, фактор транскрипции 3R-MYB, описывается как положительный регулятор защитной реакции растения. Факторы транскрипции — это гены, которые помогают включать или выключать другие гены. В данном случае исследователи обнаружили, что VvMYB3R5 влияет на выработку проантоцианидинов, или PAs, — соединений, входящих в состав естественной химической защиты растения.

Согласно исследованию, C. viniferum вызывает серьёзное заболевание виноградной лозы и может существенно влиять как на урожайность, так и на качество. Это делает результаты важными для производителей, которые ищут способы ограничить потери, не полагаясь только на внешние меры борьбы с болезнями. Виноградная лоза имеет экономическое значение не только как источник свежих плодов, но и для производства вина, поэтому любой генетический путь, связанный с более сильной устойчивостью к болезням, в конечном счёте может оказаться значимым для индустрии напитков, если его можно будет использовать для защиты урожая и сохранения качества ягод в виноградниках.

Исследователи сообщили, что функциональные тесты показали чёткую закономерность. Когда VvMYB3R5 был гиперэкспрессирован, то есть растение заставляли производить его больше, уровень проантоцианидинов повышался, и лозы демонстрировали более высокую устойчивость к грибку. Когда ген подавляли, уровень PAs снижался, и растения становились более уязвимыми к грибной атаке. Результаты указывают на прямую связь между активностью этого фактора транскрипции, накоплением защитных соединений и способностью лозы противостоять инфекции.

Проантоцианидины — это вторичные метаболиты, класс растительных соединений, которые часто выполняют защитные функции. У виноградной лозы уже известно, что они являются важными компонентами нормальной химии плодов и тканей. Новая работа более чётко помещает их в описанный в статье путь устойчивости к болезням, предполагая, что способность лозы накапливать эти соединения может определять, насколько сильно она реагирует при наличии патогена.

Исследование дополняет более широкие усилия в области наук о растениях по выявлению генов, которые можно использовать для повышения устойчивости сельхозкультур за счёт внутренних механизмов самого растения. Вместо того чтобы сосредотачиваться только на грибке, работа делает акцент на собственной регуляторной системе растения-хозяина. Показав, что VvMYB3R5 стимулирует биосинтез PAs и повышает устойчивость, статья даёт селекционерам и молекулярным биологам более конкретную цель для будущих исследований.

Со временем это может иметь практическую ценность для виноградников. Грибные болезни могут снижать товарный урожай, ухудшать качество плодов и увеличивать расходы производителей из-за мер защиты растений и потерь производства. У винных сортов винограда давление болезней также может влиять на стабильность сырья, поступающего на винодельню. Поэтому механизм устойчивости, связанный с VvMYB3R5 и синтезом проантоцианидинов, может предложить потенциальный путь для селекционных или биотехнологических стратегий, направленных на снижение этих рисков, хотя исследование не утверждает о немедленном коммерческом применении.

Авторы заявили, что понимание молекулярной основы устойчивости, опосредованной VvMYB3R5, может помочь в усилиях по улучшению сортов винограда с помощью генетической модификации. На практике это означает, что у исследователей теперь может быть более прочная база для проверки того, можно ли использовать этот ген для создания лоз, менее восприимчивых к инфекции, при сохранении качества плодов. Для производителей и поставщиков, связанных с вином и другими напитками на основе винограда, это открывает перспективу более устойчивого виноградарства, если будущие исследования подтвердят, что более сильная врождённая устойчивость может быть реализована в полевых условиях.