Исследователи из Льежского университета (Бельгия) вместе с европейскими коллегами выяснили, как полезные почвенные бактерии дают растениям команду на усиление защиты. Оказалось, что ключевую роль играет физическое воздействие на клеточную мембрану, а не классическое молекулярное узнавание.
В центре внимания ученых оказался сурфактин — циклический липопептид, который вырабатывают бактерии рода Bacillus. Эти микроорганизмы давно известны своей способностью стимулировать иммунитет растений, но механизм этого процесса оставался малоизученным. Как пояснил директор исследований Марк Онгена, понимание такого взаимодействия важно и для фундаментальной науки, и для прикладных задач в сельском хозяйстве.
Команда применила междисциплинарный подход, объединив клеточную биологию, биохимию и биофизику. Объектом стал сурфактин и его действие на модельное растение Arabidopsis thaliana. Результаты показали, что молекула связывается не с белковыми рецепторами, а напрямую взаимодействует со сфинголипидами в мембране корня, особенно с глюкозилцерамидом.
Как рассказала научный сотрудник FNRS Магали Делеу, это соединение вызывает небольшую перестройку мембраны и повышает ее механическое натяжение. В ответ открываются механочувствительные ионные каналы, запускается сигнальный каскад, который распространяется от корней к листьям. В итоге растение лучше противостоит патогенам, включая гриб Botrytis cinerea, вызывающий серую гниль.
Это открытие меняет классическую парадигму врожденного иммунитета растений, где распознавание чужеродных агентов обычно происходит через мембранные белки-рецепторы. Теперь исследователи предлагают новый взгляд: физическая модификация липидного слоя сама по себе служит пусковым сигналом. Исследование опубликовано в журнале Nature Plants.
Ранее российские ученые выявили штаммы микроводорослей и цианобактерий, которые сокращают время прорастания семян огурцов с четырех до двух дней.
