Под руководством Университета Уорвика исследователи обнаружили, что молекулярные часы растений связаны с их иммунной системой, чтобы повысить уровень устойчивости к инфекции на рассвете — время, когда грибковые инфекции наиболее вероятны, а растения не могут поддерживать наивысший уровень сопротивления в любое время дня.Исследователи идентифицировали единственный белок, JAZ6, в растительной клетке, который определяет разницу во времени суток в эффективности иммунного ответа, связывая часы растения с иммунной системой.Утверждая, что теперь они могут использовать JAZ6 для выбора ключевых частей иммунного ответа растений, контролирующих устойчивость к грибковым патогенам, исследователи говорят, что теперь они могут сосредоточиться на том, как повысить устойчивость сельскохозяйственных культур к болезням с помощью молекулярной селекции.
В то время как предыдущие исследования показали, что устойчивость к бактериальным патогенам варьируется в разное время дня, новое исследование впервые показало, что то же самое верно и в отношении устойчивости к грибковым патогенам. Новое исследование Уорикского университета также является первым, кто выявил механизм того, как внутренние часы растения влияют на разницу в иммунитете растений на рассвете и в ночи.Молекулярные (циркадные) часы определяют суточные ритмы многих организмов, от людей до насекомых, растений и даже морских водорослей.
Они являются внутренними хранителями времени, которые позволяют организмам предвидеть предсказуемые изменения в течение 24-часового периода.Ведущий исследователь доктор Кэтрин Денби из Школы наук о жизни Университета Уорика объясняет: «Растения способны предсказать, когда более вероятно возникновение патогенной инфекции, и регулировать свой иммунный ответ для борьбы с ней, при этом растения становятся более устойчивыми к инфекции после инокуляции. на рассвете по сравнению с инокуляцией ночью.
Разница в устойчивости растений к инфекции в разное время дня определяется их циркадными часами, а не ежедневными изменениями света / темноты, причем различия существуют независимо от того, помещаете ли вы растения на постоянный свет в течение дня, а затем заразить на рассвете или в ночи ".Исследователи провели исследование, заражая растения спорами Botrytis cinerea каждые три часа в течение 24 часов и измеряя последующие поражения.Затем исследователи заметили, что растения, инокулированные утром, развивали гораздо меньшие повреждения и были более устойчивы к болезням по сравнению с теми растениями, которые были инокулированы ночью. У инокулированных ночью были значительно более крупные поражения и гораздо больший рост патогена на листьях.
Клэр Стокер, аспирантка из Уорикского университета, объясняет: «Мы заразили растения нашим грибковым патогеном с дисфункциональными циркадными часами утром и ночью и заметили, что у растений больше не было разницы в устойчивости в два времени дня. Эта закономерность показала нам это сопротивление должно управляться внутренними часами завода ».
Исследование, передача сигналов жасмоната определяет временные различия в восприимчивости арабидопсиса к грибковому патогену Botrytis cinerea, опубликовано The Plant Journal.