Hogyan védekeznek a növények a kórokozó mikroorganizmusok ellen? Ez egy összetett rejtvény, amelyből az Amszterdami Egyetem biológusaiból álló csapat új darabot oldott meg. A Harrold van den Burg vezette csapat felfedezte, hogy bár a levelekben lévő vízpórusok (hidatódák) belépési pontot biztosítanak a baktériumok számára, aktív részei az ezekkel a betolakodókkal szembeni védekezésnek. A csapat kutatása most jelent meg a folyóiratban Current Biology.
Aki szokott bőségesen önteni a növényeket, az ismerheti a jelenséget: apró növényi nedvcseppek jelennek meg néha a levelek szélén, különösen éjszaka. Amikor a növények több vizet vesznek fel a gyökereiken keresztül, mint amennyit a párolgás során elveszítenek, a levélszélen lévő vízpórusokat felhasználhatják a felesleges víz felszabadítására. A pórusok szó szerint megakadályozzák, hogy a gyökérvíz nyomása túl magas legyen. Ez egy fontos mechanizmus, ugyanakkor kockázatos. Ezeken a nedvcseppeken keresztül patogén mikroorganizmusok bejuthatnak a növény ereibe, hogy megtelepedjenek a víz pórusaiban.
A biológusok ezért már régóta felteszik maguknak a kérdést: Hogyan védekeznek a növények ezzel a tágra nyílt belépési ponttal szemben? Ezek a vízpórusok, a hidatódok védtelen mirigyek, amelyek lehetővé teszik a káros kártevők bőséges bejutását? Vagy úgy fejlődtek, hogy a növény kórokozókkal szembeni védelmi vonalának részét képezik?
Védelmi vonal
Az Amszterdami Egyetem Swammerdam Élettudományi Intézetének kutatócsoportja bizonyítékot talált arra, hogy ez utóbbi a helyzet. A folyóiratban Current Biology, leírják kísérleteiket az Arabidopsis modellnövény és kétféle káros baktériumok. Az Arabidopsis vagy a thale zsázsa minden káposztafajtával és más ehető ételekkel rokon. növények a Brassicaceae családban. A biológusok felfedezték, hogy a vízpórusok a növény baktériumok elleni első és második védelmi vonalának is részét képezik. Más szóval, részt vesznek mind a gyors kezdeti reagálásban, mind a betolakodók elleni nyomon követési akciókban.
Harrold van den Burg, a kutatócsoport vezetője elmagyarázza: „Ebben a tanulmányban olyan Arabidopsis mutánsokat használtunk, amelyekben hiányosak immunrendszer ami fogékonyabbá tette őket a Xanthomonas campestris és a Pseudomonas syringae baktériumok fertőzésére. Azért választottuk ezeket a baktériumokat, mert hírhedt problémákat okoznak a mezőgazdaságban. Itt a növényi immunrendszer feloldására használták őket.
„Meg tudtuk állapítani, hogy két fehérjekomplex (az érdeklődők számára: BAK1 és EDS1-PAD4-ADR1) akadályozza meg a baktériumok elszaporodását a vízpórusokban. Ugyanezek az immunválaszok megakadályozzák, hogy ezek a baktériumok továbbhaladjanak a növény belsejébe. Ezenkívül felfedeztük, hogy amikor ez az első védelmi vonal megtörténik, a vízpórusok olyan jelet bocsátanak ki, amely hatására a növény olyan hormonokat termel, amelyek elnyomják a behatoló baktériumok további terjedését az érrendszerben.
Tegye ellenállóbbá a mezőgazdasági növényeket
A csapat így fontos alapvető betekintést nyújt abba, hogy ezek a baktériumok természetes belépési pontjai hogyan alakultak ki, és hogyan védi őket a növény immunrendszere. Hosszú távon ez hozzájárulhat ahhoz, hogy a mezőgazdasági növények ellenállóbbá váljanak a bakteriális betegségekkel szemben.
Van den Burg megjegyzi: „Egyelőre ezt a kutatási irányt folytatjuk. Például ma már tudjuk, hogy mely fehérjekomplexek vesznek részt a baktériumok vízpórusokban való elszaporodásának megakadályozásában, de azt nem, hogy ez hogyan történik. Szabályozzák például az antimikrobiális anyagok termelését a hidatódokban, amelyek gátolják a baktériumok növekedését? Ezt érdekes lenne tudni. Minél jobban megértjük ezt, annál közelebb kerülünk a jobb védelem gyakorlati alkalmazásához mezőgazdasági növények. "