Azt mondják, hogy a világ mezőgazdasági termeléskiesésének 10-15%-át betegségek okozzák. És mivel ennek a növényi betegségnek 70-80%-át fonalas gombák okozzák, a növények fonalas gombákkal szembeni védelme fontos kérdés a világ népességének hatékony táplálása szempontjából. Ahhoz, hogy a kórokozó gombák megfertőzzék a növényeket, át kell törniük a növény epidermális sejtjeit, és be kell hatniuk a növény belsejébe. Más szavakkal, a növényi epidermális sejtek az első gátként működnek, amely megakadályozza a kórokozó gombák támadását a környezetben. Tehát milyen védekezési funkcióik vannak az epidermális sejteknek?
Érdekes módon ismert volt, hogy a növények felhámja kis kloroplasztiszokat tartalmaz, amelyek nem vesznek részt annyira a fotoszintézisben. Azt azonban nem lehetett tudni, hogy milyen funkciója van. Miért vannak kis kloroplasztiszok a növények hámjában, amelyek nem járulnak hozzá nagy mértékben a fotoszintézishez?
Hiroki Irieda adjunktus, a Shinshu Egyetem Mezőgazdasági Karának munkatársa és Yoshitaka Takano professzor, a Kiotói Egyetem Mezőgazdasági Egyetemének doktora azt találta, hogy a növények epidermiszében lévő kis kloroplasztiszok szabályozzák a gombás kórokozók bejutását. A páros felfedezte, hogy a kis kloroplasztiszok a sejten belül drámai módon a felszíni réteg felé mozdulnak el a gombás támadás hatására, és részt vesznek az ilyen védekezési reakcióban.
Ebben a vizsgálatban a páros először azt vizsgálta, hogy az epidermális kloroplasztiszok milyen kórokozó gombákra reagálnak. Ennek eredményeként azt találták, hogy több patogén fonalas gomba okozza az epidermális kloroplasztiszok felszíni migrációját. Érdekes módon azt is megállapították, hogy ezek a patogén fonalas gombák úgynevezett „nem adaptáltak”, és blokkolták őket abban, hogy behatoljanak az epidermális sejtekbe. Másrészt az adaptált kórokozó gombák nagyobb valószínűséggel támadják meg a hámréteget azokban a növényekben, amelyekben az epidermális kloroplasztiszok már nem vándorolnak a felszíni rétegbe.
Ezt követően sikerült olyan növényi fehérjéket találniuk, amelyek részt vesznek az epidermális kloroplasztiszok felszíni vándorlásában. Amikor géntranszferrel létrehoztak egy növényt, amely túltermeli ezt a fehérjét, az epidermális kloroplasztiszok nem mozdultak el a felszíni rétegbe a patogén fonalas gombák ellen. Ebben a transzgenikus növényben csökken a patogén fonalas gombák epidermális inváziójával szembeni immunitás. Azt is megállapították, hogy a kórokozó gombák nagyobb valószínűséggel támadják meg a hámréteget azokban a növényekben, amelyekben az epidermisz kloroplasztiszai már nem vándorolnak a felszíni rétegbe. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az epidermális kloroplasztiszoknak a felszíni rétegbe való migrációja részt vesz a védekezési válaszban, amely blokkolja a patogén gombák invázióját.
Olvassa el a teljes cikket a www.phys.org oldalon.