Λέγεται ότι το 10 έως 15% της παγκόσμιας απώλειας γεωργικής παραγωγής προκαλείται από ασθένειες. Και δεδομένου ότι το 70-80% αυτής της ασθένειας των φυτών προκαλείται από νηματώδεις μύκητες, η προστασία των καλλιεργειών από τους νηματοειδείς μύκητες είναι ένα σημαντικό ζήτημα για την αποτελεσματική σίτιση του παγκόσμιου πληθυσμού. Προκειμένου οι παθογόνοι μύκητες να μολύνουν τα φυτά, πρέπει να διασπάσουν τα επιδερμικά κύτταρα του φυτού και να εισβάλουν στο εσωτερικό. Με άλλα λόγια, τα επιδερμικά κύτταρα των φυτών λειτουργούν ως το πρώτο εμπόδιο που σταματά την επίθεση παθογόνων μυκήτων στο περιβάλλον. Τι είδους άμυνες λειτουργίες έχουν τα επιδερμικά κύτταρα;
Είναι ενδιαφέρον ότι ήταν γνωστό ότι η επιδερμίδα των φυτών περιέχει μικρούς χλωροπλάστες που δεν εμπλέκονται τόσο στη φωτοσύνθεση. Ωστόσο, δεν ήταν σαφές τι λειτουργία είχε. Γιατί υπάρχουν μικροί χλωροπλάστες στην επιδερμίδα των φυτών που δεν συμβάλλουν πολύ στη φωτοσύνθεση;
Ο επίκουρος καθηγητής Hiroki Irieda της Γεωπονικής Σχολής του Πανεπιστημίου Shinshu και ο καθηγητής Yoshitaka Takano, Graduate School of Agriculture, Kyoto University, διαπίστωσαν ότι οι μικροί χλωροπλάστες στην επιδερμίδα των φυτών ελέγχουν την είσοδο μυκητιακών παθογόνων. Το δίδυμο ανακάλυψε ότι οι μικροί χλωροπλάστες κινούνται στο εσωτερικό του κυττάρου δραματικά στο επιφανειακό στρώμα σε απάντηση της μυκητιακής επίθεσης και εμπλέκεται σε μια τέτοια αμυντική απάντηση.
Σε αυτή τη μελέτη, το δίδυμο διερεύνησε πρώτα σε τι είδους παθογόνους μύκητες ανταποκρίνονται οι επιδερμικοί χλωροπλάστες. Ως αποτέλεσμα, διαπίστωσαν ότι πολλοί παθογόνοι νηματοειδείς μύκητες προκαλούν επιφανειακή μετανάστευση επιδερμικών χλωροπλαστών. Είναι ενδιαφέρον ότι διαπιστώθηκε επίσης ότι αυτοί οι παθογόνοι νηματοειδείς μύκητες ήταν οι λεγόμενοι «μη προσαρμοσμένοι» και αποκλείστηκαν από την εισβολή των επιδερμικών κυττάρων. Από την άλλη πλευρά, ο προσαρμοσμένος παθογόνος μύκητας είναι πιο πιθανό να εισβάλει στην επιδερμίδα στα φυτά στα οποία οι επιδερμικοί χλωροπλάστες έχουν σταματήσει να μεταναστεύουν στο επιφανειακό στρώμα.
Στη συνέχεια, πέτυχαν να βρουν φυτικές πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην επιφανειακή μετανάστευση των επιδερμικών χλωροπλαστών. Όταν ένα φυτό που υπερπαραγάγει αυτή την πρωτεΐνη δημιουργήθηκε με εισαγωγή γονιδιακής μεταφοράς, οι επιδερμικοί χλωροπλάστες δεν μετακινήθηκαν στην επιφανειακή στιβάδα ενάντια σε παθογόνους νηματοειδείς μύκητες. Σε αυτό το διαγονιδιακό φυτό, μειώνεται η ασυλία στην επιδερμική εισβολή παθογόνων νηματοειδών μυκήτων. Διαπιστώθηκε επίσης ότι οι παθογόνοι μύκητες είναι πιο πιθανό να εισβάλλουν στην επιδερμίδα σε φυτά στα οποία οι επιδερμικοί χλωροπλάστες έχουν σταματήσει να μεταναστεύουν στο επιφανειακό στρώμα. Αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η μετανάστευση επιδερμικών χλωροπλαστών στην επιφανειακή στιβάδα εμπλέκεται στην αμυντική απόκριση που εμποδίζει την εισβολή παθογόνων μυκήτων.
Διαβάστε το πλήρες άρθρο στη διεύθυνση www.phys.org.