A növényi védekezés új elemét fedezték föl az SZTE kutatói
A növényi védekezés új elemét fedezték föl a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) kutatói, eredményeik alapján lehetőség nyílhat az ellenálló képesség növelésére - tájékoztatta a felsőoktatási intézmény közkapcsolati igazgatósága csütörtökön az MTI-t.
A közlemény szerint egy kórokozó - például egy baktérium - támadására a növény azonnal bezárja a gázcserenyílásait, hogy a patogén ne juthasson be. Az SZTE biológusai Czékus Zalán, a Növénybiológiai Tanszék tudományos munkatársa és Poór Péter egyetemi docens vezetésével friss publikációban közölték, hogy az első vonalú védekezést biztosító zárósejtek nemcsak a növényt, hanem saját magukat is védik.
A gázcserenyílás záródásával járó gyors növényi reakció 2010 óta jól ismert volt. A patogén felszínén lévő fehérje érzékelésekor a növényben etilén, egy gázhalmazállapotú stresszhormon keletkezik, különböző jelátviteli folyamatok hatására pedig már egy órán belül bezáródnak a növények pórusai a betolakodók előtt. Ezek a növényi pórusok egyébként más hatásra, például vízhiányra, sötétre is gyorsan záródással válaszolnak.
Mivel napszakfüggő, hogyan reagál a növény hormonálisan egy-egy ilyen behatásra, az SZTE kutatói délután is megvizsgálták a növényi reakciót: ekkor vették észre, hogy hat órával a kezelés után egy másik hormon, a jázmonsav jelátvitele is bekapcsol, és megfigyelhető egy antimikrobiális hatású fehérjét, a defenzint kódoló gén kifejeződése.
Egyes kutatók már leírták a jázmonsav és a defenzin jelenlétét, de csak mint markereket; hogy miért, és milyen funkcióval bírnak a növényen belül, ezt most vizsgálták először. A kutatók arra voltak kíváncsiak, hogy hat órával a kezelés után miért termelődik nagy mennyiségben ez a hormon és a defenzin.
Antitesteket termeltettek az említett fehérjére, arannyal összekapcsolva pedig elektronmikroszkóp segítségével megfigyelték, hol vannak az aranypöttyök, amelyek a defenzinek jelenlétére utalnak.
A defenzin molekula fontos védelmi funkcióval rendelkezik, a vizsgálat pedig azt bizonyította, hogy a növény epidermiszében - a bőrszövet sejtfalában - és a zárósejtekben jelentősen megnőtt a mennyisége, éppen azokon a helyeken, ahol a növénybe bejut a baktérium. Így a kórokozót már a bejutásnál támadás éri.
PCR-tesztek segítségével azt is kiderítették, hogy nemcsak a fotoszintézisért felelős alapszövet, a mezofillum sejtjei termelik meg a defenzineket, de maguk a zárósejtek is. Egy korábbi kutatásában Czékus Zalán azt is bizonyította, hogy a növény nemcsak helyben, hanem szisztemikusan is védekezik; felsőbb levélemeletek is reagálnak.
Az SZTE Biotechnológiai és Mikrobiológiai Tanszékén a paradicsomdefenzint több növénypatogénre jelenleg is tesztelik. Ezzel a tudással a saját, természetesen is megtermelt anyagaikkal tudnák ellenállóbbá tenni a növényeket. A gyakorlatban a mesterségesen előállított, természetes ellenanyagokat permeteznék a növénykultúrákra.
Egy kórokozó megjelenésének hatására a növény nemcsak elzárja a pórusait és védekező molekulákat termel, hanem fotoszintézisének aktivitása is megváltozik.
Európában csak néhány helyen van olyan készülék, amellyel az SZTE kutatói egy sejt fotoszintézisét mérték a szöveti kötelékben: a mérés során azt tapasztalták, hogy a kezelt növény gyors válasza során visszaesett a fotoszintetikus aktivitás a zárósejtekben, hosszú távon azonban nem változott; illetve míg a zárósejtek fotoszintetikus aktivitása csökkent, a mezofillum sejteké nem. Ez azt mutatja, hogy a sztómákat alkotó zárósejtekben védekezési folyamatok indultak be.
A Czékus Zalán által összefogott tudományos publikáció a Physiologia Plantarum című - D1-es besorolású, azaz a szakterület felső 10 százalékába tartozó - folyóiratban jelent meg - áll a közleményben.
(Forrás: MTI)
A közlemény szerint egy kórokozó - például egy baktérium - támadására a növény azonnal bezárja a gázcserenyílásait, hogy a patogén ne juthasson be. Az SZTE biológusai Czékus Zalán, a Növénybiológiai Tanszék tudományos munkatársa és Poór Péter egyetemi docens vezetésével friss publikációban közölték, hogy az első vonalú védekezést biztosító zárósejtek nemcsak a növényt, hanem saját magukat is védik.A gázcserenyílás záródásával járó gyors növényi reakció 2010 óta jól ismert volt. A patogén felszínén lévő fehérje érzékelésekor a növényben etilén, egy gázhalmazállapotú stresszhormon keletkezik, különböző jelátviteli folyamatok hatására pedig már egy órán belül bezáródnak a növények pórusai a betolakodók előtt.
Mivel napszakfüggő, hogyan reagál a növény hormonálisan egy-egy ilyen behatásra, az SZTE kutatói délután is megvizsgálták a növényi reakciót: ekkor vették észre, hogy hat órával a kezelés után egy másik hormon, a jázmonsav jelátvitele is bekapcsol, és megfigyelhető egy antimikrobiális hatású fehérjét, a defenzint kódoló gén kifejeződése.
Egyes kutatók már leírták a jázmonsav és a defenzin jelenlétét, de csak mint markereket; hogy miért, és milyen funkcióval bírnak a növényen belül, ezt most vizsgálták először. A kutatók arra voltak kíváncsiak, hogy hat órával a kezelés után miért termelődik nagy mennyiségben ez a hormon és a defenzin.
Antitesteket termeltettek az említett fehérjére, arannyal összekapcsolva pedig elektronmikroszkóp segítségével megfigyelték, hol vannak az aranypöttyök, amelyek a defenzinek jelenlétére utalnak.
A defenzin molekula fontos védelmi funkcióval rendelkezik, a vizsgálat pedig azt bizonyította, hogy a növény epidermiszében - a bőrszövet sejtfalában - és a zárósejtekben jelentősen megnőtt a mennyisége, éppen azokon a helyeken, ahol a növénybe bejut a baktérium. Így a kórokozót már a bejutásnál támadás éri.
PCR-tesztek segítségével azt is kiderítették, hogy nemcsak a fotoszintézisért felelős alapszövet, a mezofillum sejtjei termelik meg a defenzineket, de maguk a zárósejtek is. Egy korábbi kutatásában Czékus Zalán azt is bizonyította, hogy a növény nemcsak helyben, hanem szisztemikusan is védekezik; felsőbb levélemeletek is reagálnak.
Az SZTE Biotechnológiai és Mikrobiológiai Tanszékén a paradicsomdefenzint több növénypatogénre jelenleg is tesztelik. Ezzel a tudással a saját, természetesen is megtermelt anyagaikkal tudnák ellenállóbbá tenni a növényeket. A gyakorlatban a mesterségesen előállított, természetes ellenanyagokat permeteznék a növénykultúrákra.
Egy kórokozó megjelenésének hatására a növény nemcsak elzárja a pórusait és védekező molekulákat termel, hanem fotoszintézisének aktivitása is megváltozik.
Európában csak néhány helyen van olyan készülék, amellyel az SZTE kutatói egy sejt fotoszintézisét mérték a szöveti kötelékben: a mérés során azt tapasztalták, hogy a kezelt növény gyors válasza során visszaesett a fotoszintetikus aktivitás a zárósejtekben, hosszú távon azonban nem változott; illetve míg a zárósejtek fotoszintetikus aktivitása csökkent, a mezofillum sejteké nem. Ez azt mutatja, hogy a sztómákat alkotó zárósejtekben védekezési folyamatok indultak be.
A Czékus Zalán által összefogott tudományos publikáció a Physiologia Plantarum című - D1-es besorolású, azaz a szakterület felső 10 százalékába tartozó - folyóiratban jelent meg - áll a közleményben.
(Forrás: MTI)
Hozzászólások