Совместная группа ученых из BASF Agricultural Solutions и Лаборатории передовой биовизуализации Центра наук о растениях Дональда Дэнфорта работает над потенциальным решением: специальным белком, известным как Cry14. Опубликованное в журнале Molecular Plant-Microbe Interactions, их исследование подробно описывает, как Cry14 может произвести революцию в борьбе с соевой цистообразующей нематодой (англ. soybean cyst nematode, SCN).
Ведущий автор Р. Говард Берг и его команда разработали способ генетического оснащения растений сои этим специальным белком. Этот подход, давно используемый в других культурах, таких как кукуруза и хлопчатник, для борьбы с вредителями, теперь успешно реализован для предотвращения питания SCN корнями сои.
Это исследование рассматривает ключевые научные вопросы о белке Cry14, включая его функцию и его потенциал для улучшения существующих сельскохозяйственных продуктов для фермеров. Исследование показывает, что сочетание Cry14 с текущими вариантами контроля снижает популяцию SCN в корнях сои, что в конечном итоге приводит к более высоким урожаям культуры.
Исследовательская группа также изучила, как Cry14 обеспечивает эту защиту. Противоречивые данные в научной литературе подняли вопросы о том, какой размер является «слишком большим» для поглощения SCN. Белок Cry14 превышает ранее предполагаемый предел размера. Однако, используя современную электронную микроскопию и оборудование для визуализации, группа сделала снимки белка Cry14 внутри кишечника нематод, питающихся растениями сои, экспрессирующими этот белок. Эти снимки предоставляют прямые доказательства того, что Cry14 может поглощаться нематодами.
Впервые электронная микроскопия высокого разрешения была использована для документирования вызванного Cry повреждения, выявив лизис мембран в клетках кишечника, что приводит к гибели клеток. Это открытие подтверждает ожидаемый способ действия белков Cry.
Данное исследование открывает путь для использования других белков Cry для контроля соевой цистрообразующей и других вредных нематод. До сих пор противоречивая литература и проблемы работы с белками Cry практически закрыли дверь этому подходу как жизнеспособному для контроля нематод в растениях.
Эта технология появляется в критический момент: поскольку соевая цистообразующая нематода развивает устойчивость к пестицидным средствам контроля. Полученные данные биологии клеток о том, как Cry14 влияет на кишечник, могут побудить других исследователей применять эту технологию новыми способами.
Источник: American Phytopathological Society.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
