Международный коллектив генетиков поменял структуру генома одного из популярных сортов африканского риса таким образом, что он стал неуязвимым для всех известных форм бактериального ожога листьев, тяжелой болезни злаков, которая распространена в Азии и Африке, сообщила пресс-служба немецкого Дюссельдорфского университета (HHU).
«Мы модифицировали геном популярного в странах Восточной Африки сорта риса «Комбока» для его защиты от бактериальных патогенов. Новый сорт риса стоек к действию всех известных африканских и азиатских форм бактериального ожога листьев. В их число входят и те разновидности болезни, которые недавно были открыты в Танзании», — заявил профессор HHU Вольф Фроммер.
Ученые расшифровали геномы тех вариаций микробов вида Xanthomonas oryzae, которые были недавно выявлены в Танзании, и проследили за тем, как они манипулируют работой клеток растений. Эти опыты указали на то, что в процессе размножения микробов внутри риса ключевую роль играли производимые ими белки из семейства TAL, которые позволяют микробам управлять работой генов растений.
В данном случае пептиды TAL заставляют клетки риса вырабатывать большие количества мембранного белка SWEET11, отвечающего за транспортировку сахаров. Повышение концентрации этого фермента в листьях риса приводит к тому, что растение начинает «выкачивать» все производимые им молекулы сахаров в межклеточную среду, где их поглощают бактерии. В конечном итоге это приводит к гибели злака и потере урожая.
Руководствуясь этой идеей, генетики поменяли структуру ДНК риса таким образом, что пептиды TAL перестали распознавать те участки генома, которые отвечают за производство белка SWEET11 и его аналогов. Подобная модификация генома африканского риса привела к тому, что он стал неуязвимым для действия всех известных штаммов Xanthomonas oryzae, выявленных за последние десятилетия в разных странах Азии и Африки.
Как надеются исследователи, созданный ими сорт риса обезопасит фермеров Танзании и других стран Африки, где сейчас активно культивируется этот злак, от дальнейшего распространения уже существующих и новых азиатских вариаций бактериального ожога листьев, способных усугубить глобальный продовольственный кризис.
Так называемый бактериальный ожог листьев представляет собой одну из самых опасных болезней злаков, которая поражает преимущественно культурный рис. Она вызывается микробами вида Xanthomonas oryzae, которые способны быстро распространяться от злака к злаку через грунтовые воды. Изначально тяжелые формы этой болезни поражали только азиатские сорта риса, однако в 2019 году агрономы впервые обнаружили азиатские штаммы микроба в Танзании, на востоке Африканского континента.
Проникновение азиатских вариаций Xanthomonas oryzae в Африку и быстрое появление новых штаммов этого микроба породило опасения, что выращивание риса на территории африканских стран станет в ближайшее время невозможным, так как местные сорта этого злака не обладают врожденной генетической защитой от азиатских вариаций бактериального ожога листьев.
