Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Ochrona owoców przed fitoplazmą

Fitoplazma to wysoce wyspecjalizowane wewnątrzkomórkowe patogeny bakteryjne, które są przenoszone przez owady żywiące się sokiem roślin. Patogen zakaża wiele ważnych roślin uprawnych, obniżając zarówno jakość, jak i ilość zbiorów owoców, zaburzając proces kwitnienia i owocowania w skażonych sadach.
Ochrona owoców przed fitoplazmą
Choć fitoplazma przynosi wiele strat w winnicach i sadach jabłkowych w Europie, naukowcy do tej pory nie w pełni rozumieją interakcje między fitoplazmą a żywicielem. Dlatego zainicjowano projekt AY-WB EFFECTORS ("A characterisation of the effectors of a plant pathogen"), aby zbadać mechanizmy leżące u podstaw zakażeń i chorób roślin spowodowanych przez fitoplazmę. Hipoteza, jaką stawiają naukowcy z zespołu AY-WB EFFECTORS, jest następująca: fitoplazma wykorzystuje efektor lub białko wirulentne, które aktywnie zmienia rozwój zakażonych roślin.

Naukowcy poddali swoją teorię testom, chcąc się przekonać, w jaki sposób regulowane są geny efektora i charakteryzując możliwe efektory fitoplazmy, by odkryć, czy białka te mogą zmienić fenotyp rośliny. Przewiduje się, że genom szczepu fitoplamy żółtaczki astra, tzw. czarcie miotły (AY-WB) koduje 56 genów efektora. Aby zbadać regulację tych genów, naukowcy określili ich poziomy ekspresji w kolonizującym owady i rośliny szczepie AY-WB. Naukowcy wybrali sześć kandydujących efektorów AY-WB, by określić, czy białka te posiadają zdolność do zmiany przebiegu rozwoju rośliny.

Naukowcy odkryli, że ekspresja efektora SAP54 w roślinie modelowej, rzodkiewniku, indukuje wzrost liściopodobnych kwiatów o zielonych płatkach, w procesie zwanym filodium, by przypominać kwiaty roślin zakażonych fitoplazmą. Następnie konsorcjum scharakteryzowało SAP54 stosując drożdżowy system dwuhybrydowy względem biblioteki rzodkiewnika, aby zidentyfikować białka roślinne, które są rozpoznawane i wiązane przez efektor bakteryjny. Technika ta została z powodzeniem użyta w badaniu innego białka efektorowego, SAP11.

Wyniki pokazały, że SAP54 wchodzi w interakcję z rodziną genów z domeną MADS, która odkrywa ważną rolę w regulowaniu odpowiedniego czasu kwitnienia i wzrostu działek kielicha i płatków. Analizę rozszerzono, by objęła wszystkie białka z domeną MADS, tj. 106, zakodowane w genomie rzodkiewnika.

Partnerzy projektu zakładają, że interakcja między białkami SAP54 i z domeną MADS była związana z filodium w roślinach zakażonych fitoplazmą. Zaobserwowano, że SAP54 indukuje degradację białek z domeną MADS, gdy dochodzi do jego ekspresji u roślin. Co więcej, ta degradacja obejmuje proteasomowy system zależny od ubikwityny 26S żywiciela. Z kolei drożdżowy system dwuhybrydowy ujawnił, że białko SAP54 wchodzi w interakcję z białkami RAD23C i RAD23D rzodkiewnika.

Prace w ramach projektu AY-WB EFFECTORS przyniosą korzyści rolnikom w całej Europie i na świecie poprzez rozwój roślin uprawnych odpornych na fitoplazmę, przyczyniając się tym samym do globalnego bezpieczeństwa żywnościowego.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę