Ir teikts, ka 10 līdz 15% no pasaules lauksaimnieciskās ražošanas zaudējumiem izraisa slimības. Un tā kā 70–80% šīs augu slimības izraisa pavedienu sēnītes, kultūru aizsardzība pret pavedieniem ir svarīgs jautājums, lai efektīvi barotu pasaules iedzīvotājus. Lai patogēnās sēnes inficētu augus, tām jāizlaužas cauri augu epidermas šūnām un jāiebrūk iekšā. Citiem vārdiem sakot, augu epidermas šūnas darbojas kā pirmā barjera, lai apturētu patogēno sēnīšu uzbrukumu vidē. Tātad, kādas aizsardzības funkcijas ir epidermas šūnām?
Interesanti, ka bija zināms, ka augu epidermā ir mazi hloroplasti, kas nav tik iesaistīti fotosintēzē. Tomēr nebija skaidrs, kāda ir tā funkcija. Kāpēc augu epidermā ir mazi hloroplasti, kas īpaši neveicina fotosintēzi?
Šinshu universitātes Lauksaimniecības fakultātes asistente Hiroki Irieda un Kioto universitātes Lauksaimniecības augstskolas profesore Jošitaka Takano atklāja, ka nelieli hloroplasti augu epidermā kontrolē sēnīšu patogēnu iekļūšanu. Duets atklāja, ka mazie hloroplasti dramatiski pārvietojas šūnas iekšienē uz virsmas slāni, reaģējot uz sēnīšu uzbrukumu, un ir iesaistīti šādā aizsardzības reakcijā.
Šajā pētījumā duets vispirms pētīja, uz kādām patogēnām sēnītēm reaģē epidermas hloroplasti. Rezultātā viņi atklāja, ka vairākas patogēnas pavedienu sēnītes izraisa epidermas hloroplastu migrāciju uz virsmas. Interesanti, ka tika arī konstatēts, ka šīs patogēnās pavedienu sēnes bija tā sauktās “nepielāgotās” un tika bloķētas no epidermas šūnu iebrukuma. No otras puses, pielāgota patogēna sēne, visticamāk, iekļūs epidermā augos, kuros epidermas hloroplasti ir pārstājuši migrēt uz virsmas slāni.
Tālāk viņiem izdevās atrast augu proteīnus, kas iesaistīti epidermas hloroplastu virsmas migrācijā. Kad augs, kas pārprodukē šo proteīnu, tika izveidots, ieviešot gēnu, epidermas hloroplasti nepārvietojās uz virsmas slāni pret patogēnām pavedienu sēnītēm. Šajā transgēnajā augā imunitāte pret patogēno pavedienu sēnīšu epidermas invāziju ir samazināta. Tika arī konstatēts, ka patogēnās sēnes, visticamāk, iekļūs epidermā augos, kuros epidermas hloroplasti ir pārstājuši migrēt uz virsmas slāni. Šie rezultāti liecina, ka epidermas hloroplastu migrācija uz virsmas slāni ir iesaistīta aizsardzības reakcijā, kas bloķē patogēno sēņu invāziju.
Izlasiet visu rakstu vietnē www.phys.org.