Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Ściany komórkowe pomagają regulować odporność roślin

Europejscy naukowcy zajmujący się roślinami poszerzyli swoją wiedzę na temat podstawowych funkcji ścian komórek roślinnych i ich reakcji na stresy środowiskowe, skupiając się w szczególności na zmianach odporności wrodzonej roślin.
Ściany komórkowe pomagają regulować odporność roślin
Rośliny znajdują się pod stałą presją wywieraną przez agresorów, takich jak czynniki abiotyczne, które stanowią zagrożenie zarówno dla samych roślin, jak i ich potomstwa. Jednakże w przypadku zagrożeń środowiskowych ochrona zapewniana im przez własne mechanizmy obronne nie zawsze jest wystarczająca, głównie z powodu kompromisów związanych z odpowiedziami na te zagrożenia.

Z tego powodu rośliny rozwinęły wiele mechanizmów monitorowania zmian w zakresie swojego wzrostu i struktury oraz inicjowania swoistej odpowiedzi. Jeden z tych mechanizmów, znany jako szlak sygnałowy związany z integralnością ściany komórkowej (CWI, Cell Wall Integrity lub inaczej WALLIN), jest powiązany ze ścianą komórkową – niezwykle dynamiczną i złożoną strukturą kluczową dla ochrony komórek roślinnych przed zagrożeniami zewnętrznymi. Ściana komórkowa pomaga też regulować wzrost i rozwój roślin.

Badania wykazały istnienie mechanizmu utrzymania CWI, który łączy wiele różnych źródeł sygnałów w jeden nadrzędny szlak sygnałowy. W ramach finansowanego przez UE projektu SIGNWALLING (Plant immunity regulated by cell wall integrity) zbadano niektóre mediowane przez CWI mechanizmy obrony roślin przed patogenami i odkryto ich podstawy molekularne.

Naukowcy przeprowadzili obserwacje zmian w strukturze ściany komórkowej u 30 mutacji rzodkiewnika pospolitego z użyciem spektroskopii fourierowskiej, kierując się myślą o zidentyfikowaniu polimerów i grup funkcyjnych oraz zgromadzeniu informacji na temat ich organizacji. Uzyskane dane zostały poddane modelowaniu, podczas którego odkryto, jak bardzo istotne są wybrane epitopy ściany komórkowej dla regulacji fenotypów odporności.

Następnie w przypadku dwóch mutantów, wybranych do dalszych badań na podstawie modelu predykcyjnego, scharakteryzowano molekularne podstawy odporności mediowanej przez ścianę komórkową. Dodatkowo kilka wyekstrahowanych chemicznie frakcji ściany poddano dalszemu oczyszczaniu chromatograficznemu i przebadano pod kątem zdolności do wywołania odpowiedzi odpornościowej PTI.

Okazało się, że immunoaktywnymi składnikami są głównie węglowodany. Z tego powodu przeprowadzono dalsze analizy wiązań monosacharydowych i glikozydowych celem określenia struktury tych aktywnych cząsteczek endogennych nazywanych DAMP (Damage-Associated Molecular Patterns).

Uczestnicy projektu SIGNWALLING planują dalej badać nowe struktury węglowodanowe DAMP, aby określić ich zdolność do ochrony roślin przed patogenami. Oczekuje się, że prowadzone prace otworzą nowe kierunki badań nad remodelowaniem ścian komórek roślinnych.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Ściany komórkowe, odporność roślin, integralność ściany komórkowej, SIGNWALLING, wytrzymałość roślin
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę