Обработка железом повышает иммунитет растений
Рис (Oryza sativa L) — самый широко используемый в мире злак для потребления человеком и второй по объемам производства в мире после кукурузы. Тем не менее, производству риса серьезно угрожает рисовая пирикуляриоз, грибковое заболевание, о котором сообщалось более чем в 80 странах на всех континентах, включая районы выращивания почти всех рисопроизводящих регионов Испании (Андалусия, Эстремадура, Каталония, Валенсия и т. д.). .).
Исследование, недавно опубликованное в журнале Рис и под руководством Бланки Сан-Сегундо, исследователя CSIC в CRAG, показали, что воздействие на рисовые растения умеренно высоких уровней железо повышает устойчивость к заражению патогенным грибком Magnaporthe oryzae, агентом, вызывающим пирикуляриоз риса, наиболее распространенным заболеванием этой культуры и ответственным за большие производственные потери во всем мире.
Железо является важным питательным веществом для рост растений и развитие. Хотя это обильный элемент на большинстве сельскохозяйственных почв его доступность для сельскохозяйственных культур может быть низкой. В зависимости от характеристик почвы железо находится в нерастворимой или растворимой форме, поэтому растение может усваивать его более или менее эффективно. Кроме того, как дефицит, так и избыток железа могут стать токсичными для растения. Таким образом, точный контроль количества железа, а также его биодоступности оказывается решающим для правильного роста и продуктивности сельскохозяйственных культур.
В будние дни. Отписаться можно одним щелчком мыши.
Используя методы секвенирования РНК, которые позволяют анализировать уровни экспрессии различных генов, исследовательская группа обнаружила активацию нескольких генов, связанных с защитой растений, при обработке риса железом в течение короткого периода времени. Кроме того, присутствие железа увеличивает экспрессию генов, связанных с образованием фитоалексинов, молекул с противогрибковой активностью, которые способны ингибировать рост Magnaporthe oryzae. Таким образом, удалось продемонстрировать, что умеренная обработка железом активирует врожденную иммунную систему риса.
В данной работе показано, что в условиях заражения в листьях растений, обработанных железом, наблюдается накопление как активных форм кислорода (АФК), так и железа в специфических и очень локализованных областях зараженного листа, которые соответствуют точкам проникновения возбудителя. . Это запускает процесс запрограммированного камера смерти в растительных клетках, известный как ферроптоз, который ограничивает развитие грибка в инфицированной ткани, и поэтому инфекция контролируется самим растением.
«Реакция клеточного самоубийства или ферроптоз была описана у сортов риса, устойчивых к заражению M. oryzae (несовместимые взаимодействия). Однако такая реакция наблюдается впервые. рисовые растения которые восприимчивы к заражению этим грибком в результате лечения железом. У железа есть функция, которая усиливает иммунный ответ в растении риса», — говорит Бланка Сан Сегундо, ведущий исследователь исследования.
Предыдущие исследования той же группы уже указывали на то, что питательные вещества могут играть ключевую роль в устойчивости или восприимчивости к заражению этим грибком. Та же исследовательская группа опубликовано в 2020 что избыток фосфата, как следствие чрезмерного применения фосфорных удобрений, имеет противоположный эффект, так как делает рис более восприимчивым к инфекция тем же грибком.
Понимание взаимосвязи между поступлением питательных веществ (макроэлементов и микроэлементов) и защитной реакцией растения против патогенов может быть очень полезным при разработке новых стратегий защиты от пирикуляриоза и, следовательно, минимизировать связанные с этим экономические потери. Кроме того, эти знания помогут установить более устойчивые практики для выращивания рис за счет сокращения использования агрохимикатов (удобрений и пестицидов).
