Drobnoustroje z perspektywy roślin
Korzenie roślin są skolonizowane zarówno przez pożyteczne, jak i szkodliwe drobnoustroje. Na przykład grzyby symbiotyczne przynoszą korzyści roślinom, pomagając im w przyswajaniu składników odżywczych z gleby, podczas gdy grzyby chorobotwórcze im szkodzą, wywołując choroby. Jest to skomplikowana sytuacja, w której rośliny muszą umożliwić grzybom symbiotycznym rozprzestrzenianie się i kolonizowanie swoich korzeni, a jednocześnie zapobiegać szkodliwemu działaniu grzybów chorobotwórczych. Sposób, w jaki rośliny postrzegają różnicę między grzybami pożytecznymi a chorobotwórczymi, stał się tematem projektu SYMUNITY (Function of SymRK, a key protein for microbial accommodation in plants roots) finansowanego przez UE. Badacze skupili się na genie o nazwie SymRK, który odgrywa czynną rolę na wczesnym etapie procesu kolonizacji korzeni, rejestrując i umożliwiając wzrost grzybów i bakterii symbiotycznych. Ten sam gen, czego niedawno dowiedli naukowcy, odpowiada także za reakcje wobec patogenów korzeni. Rośliny zmutowane, niezdolne do produkcji białka SymRK, nie mogą być żywicielami grzybów symbiotycznych. Warto zauważyć, że reagowały one znacznie silniej na gatunek chorobotwórczy Phytophthora palmivora. Z tego wynika, że białko SymRK odgrywa pewną rolę w modulacji reakcji odpornościowej roślin wobec patogenów, jednocześnie wspomagając interakcję między grzybami symbiotycznymi a korzeniami roślin. Aby zrozumieć, w jaki sposób SymRK kontroluje tej proces, zespół SYMUNITY połączył szereg technik, w tym z dziedziny mikroskopii, biologii molekularnej i biochemii. Przygotowano dwie partie roślin: jedną niezdolną do wytwarzania genu SymRK, drugą zaś charakteryzującą się jego nadprodukcją. Następnie obie partie roślin wystawiono na działanie patogenu P. palmivora i przyjrzano się reakcjom roślin na poziomie mikroskopowym i genetycznym. Wyniki badania wskazują na to, że białko SymRK otrzymuje sygnały chemiczne wysyłane przez szlaki immunologiczne, a także odbiera sygnalizację symbiotyczną, a następnie integruje oba sygnały, by zapewnić właściwą reakcję komórkową. Niektóre z tych związków chemicznych są uwalniane przez chorobotwórcze zarodniki drobnoustrojów włóknistych, prowadząc do reakcji odpornościowej, prawdopodobnie kontrolowanej przez SymRK. Wykorzystanie naturalnej zdolności roślin do zwalczania patogenów, a jednocześnie wspomagania wzrostu poprzez związki z drobnoustrojami pożytecznymi może ograniczyć zależność od szkodliwych dla środowiska pestycydów i nawozów chemicznych.
Słowa kluczowe
Rośliny, drobnoustroje, chorobotwórczy, korzenie roślin, grzyby symbiotyczne, grzyby chorobotwórcze, SymRK