Οι ερευνητές ανακαλύπτουν πώς τα φυτά διακρίνουν ευεργετικά από τα επιβλαβή μικρόβια
Τα φυτά είναι συνεχώς εκτεθειμένα σε μια μεγάλη ποικιλία μικροβίων, τόσο ευεργετικά όσο και επιβλαβή. Για να προστατευθούν, τα φυτά έχουν εξελίξει ένα εξελιγμένο ανοσοποιητικό σύστημα που τους επιτρέπει να διακρίνουν μεταξύ των δύο. Αυτό το σύστημα βασίζεται στην αναγνώριση συγκεκριμένων μοριακών μοτίβων που σχετίζονται είτε με ευεργετικά είτε επιβλαβή μικρόβια.
υποδοχείς αναγνώρισης προτύπων
Το πρώτο βήμα στην ανοσοαπόκριση των φυτών είναι η αναγνώριση μικροβιακών μοριακών μοτίβων από υποδοχείς αναγνώρισης προτύπων (PRRs). Τα PRRs είναι πρωτεΐνες που βρίσκονται στην επιφάνεια των φυτικών κυττάρων ή στο κυτταρόπλασμα. Είναι σε θέση να δεσμεύονται σε συγκεκριμένα μοριακά πρότυπα που είναι κοινά σε ορισμένες ομάδες μικροβίων.
Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι PRRs, καθένας από τους οποίους είναι σε θέση να αναγνωρίσει ένα διαφορετικό σύνολο μοριακών μοτίβων. Μερικά από τα πιο κοινά PRRs περιλαμβάνουν:
* υποδοχείς τύπου Toll (TLRS) :Τα TLRs είναι ένας τύπος PRR που βρίσκεται τόσο σε φυτά όσο και σε ζώα. Είναι σε θέση να αναγνωρίσουν μια ποικιλία μοριακών μοτίβων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που σχετίζονται με βακτήρια, μύκητες και ιούς.
* Πλάτος ολιγομερισμού δέσμευσης νουκλεοτιδίων (NOD) -Like (NLRS) :Τα NLRs είναι ένας τύπος PRR που βρίσκεται μόνο στα φυτά. Είναι σε θέση να αναγνωρίσουν μια ποικιλία μοριακών μοτίβων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που σχετίζονται με βακτήρια και μύκητες.
* Κινάσες τύπου υποδοχέα πλούσιες σε κυστεΐνη (CRKS) :Τα CRKs είναι ένας τύπος PRR που βρίσκεται μόνο στα φυτά. Είναι σε θέση να αναγνωρίσουν μια ποικιλία μοριακών μοτίβων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που σχετίζονται με βακτήρια, μύκητες και oomycetes.
ανοσοαπόκριση
Μόλις ένα PRR έχει αναγνωρίσει ένα μικροβιακό μοριακό πρότυπο, ενεργοποιεί μια ανοσοαπόκριση. Αυτή η απάντηση μπορεί να περιλαμβάνει μια ποικιλία διαφορετικών μηχανισμών, όπως:
* Παραγωγή αντιμικροβιακών ενώσεων: Τα φυτά μπορούν να παράγουν μια ποικιλία αντιμικροβιακών ενώσεων, όπως τα αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS), το νιτρικό οξείδιο (ΝΟ) και οι φυτοελαξίνες. Αυτές οι ενώσεις μπορούν να σκοτώσουν ή να αναστέλλουν την ανάπτυξη των μικροβίων.
* Ενεργοποίηση γονιδίων που σχετίζονται με την άμυνα: Τα φυτά μπορούν να ενεργοποιήσουν την έκφραση μιας ποικιλίας γονιδίων που σχετίζονται με την άμυνα σε απόκριση της μικροβιακής λοίμωξης. Αυτά τα γονίδια μπορούν να κωδικοποιούν πρωτεΐνες που εμπλέκονται σε ποικίλες διεργασίες, όπως ενίσχυση κυτταρικού τοιχώματος, παραγωγή αντιμικροβιακών ενώσεων και προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο.
* Υπεραισθητική απάντηση: Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα φυτά μπορούν να υποβληθούν σε υπερευαισθησία ανταπόκριση σε απόκριση της μικροβιακής μόλυνσης. Αυτή η ανταπόκριση περιλαμβάνει τον γρήγορο θάνατο των φυτικών κυττάρων στη θέση της λοίμωξης, που βοηθά στην πρόληψη της εξάπλωσης της λοίμωξης.
Σημασία του ανοσοποιητικού συστήματος φυτών
Το ανοσοποιητικό σύστημα φυτών είναι απαραίτητο για την προστασία των φυτών από επιβλαβή μικρόβια. Χωρίς αυτό το σύστημα, τα φυτά θα ήταν ευαίσθητα σε μια μεγάλη ποικιλία ασθενειών που θα μπορούσαν να προκαλέσουν σημαντικές βλάβες στις καλλιέργειες και τα δάση.
Το φυτικό ανοσοποιητικό σύστημα είναι επίσης σημαντικό για τη διατήρηση της ισορροπίας των ευεργετικών μικροβίων στο έδαφος. Τα ευεργετικά μικρόβια συμβάλλουν στη βελτίωση της ανάπτυξης και της υγείας των φυτών παρέχοντας θρεπτικά συστατικά, καταστρέφοντας την οργανική ύλη και καταστέλλουν την ανάπτυξη επιβλαβών μικροβίων.
Με την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά διακρίνουν ευεργετικά από τα επιβλαβή μικρόβια, μπορούμε να αναπτύξουμε νέους τρόπους βελτίωσης της υγείας και της παραγωγικότητας των φυτών. Αυτή η έρευνα είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση του μέλλοντος της τροφοδοσίας μας και της υγείας του πλανήτη μας.
