Кажуть, що від 10 до 15% втрат світового сільськогосподарського виробництва спричиняють хвороби. А оскільки 70-80% цієї хвороби рослин викликають ниткоподібні гриби, захист посівів від ниткоподібних грибів є важливим питанням ефективного харчування населення світу. Для того, щоб патогенні гриби вразили рослини, вони повинні прорватися крізь клітини епідермісу рослини і проникнути всередину. Іншими словами, клітини епідермісу рослин діють як перший бар’єр, що зупиняє атаку патогенних грибів у навколишньому середовищі. Отже, які захисні функції виконують клітини епідермісу?
Цікаво, що було відомо, що епідерміс рослин містить невеликі хлоропласти, які не так беруть участь у фотосинтезі. Однак незрозуміло, яку функцію він виконує. Чому в епідермісі рослин є маленькі хлоропласти, які мало сприяють фотосинтезу?
Доцент Хірокі Іріеда з факультету сільського господарства Університету Шіншу і професор Йошитака Такано з Вищої школи сільського господарства Кіотського університету виявили, що маленькі хлоропласти в епідермісі рослин контролюють проникнення грибкових патогенів. Дует виявив, що маленькі хлоропласти різко рухаються всередині клітини до поверхневого шару у відповідь на грибкову атаку і беруть участь у такій захисній реакції.
У цьому дослідженні дует вперше дослідив, на які патогенні гриби реагують епідермальні хлоропласти. В результаті вони виявили, що множинні патогенні ниткоподібні гриби викликають поверхневу міграцію епідермальних хлоропластів. Цікаво, що також було виявлено, що ці патогенні ниткоподібні гриби були так званими «неадаптованими» і були заблоковані від проникнення в клітини епідермісу. З іншого боку, адаптований патогенний гриб з більшою ймовірністю проникає в епідерміс рослин, у яких епідермальні хлоропласти перестали мігрувати до поверхневого шару.
Далі їм вдалося знайти рослинні білки, які беруть участь у поверхневій міграції епідермальних хлоропластів. Коли рослина, яка надлишково виробляє цей білок, була створена шляхом перенесення генів, епідермальні хлоропласти не рухалися до поверхневого шару проти патогенних ниткоподібних грибів. У цієї трансгенної рослини знижений імунітет до епідермальної інвазії патогенних ниткоподібних грибів. Також було виявлено, що патогенні гриби частіше вражають епідерміс у рослин, у яких епідермальні хлоропласти перестали мігрувати до поверхневого шару. Ці результати вказують на те, що міграція епідермальних хлоропластів до поверхневого шару бере участь у захисній реакції, яка блокує вторгнення патогенних грибів.
Читайте повну статтю на www.phys.org.