Mechanizmy podstawowej odporności na wirusy roślin

Biolodzy zbadali, jak rośliny zauważają patogenne wirusy i mobilizują naturalne mechanizmy obrony.

Organizmy wykrywają drobnoustroje poprzez rozpoznawanie wzorców molekularnych związanych z patogenami (PAMP) przy pomocy odpowiednich receptorów (PRR). Oddziaływania między PAMP i PRR aktywują szereg szybkich, skutecznych odpowiedzi odpornościowych, stanowiących łącznie odporność wyzwalaną przez PAMP (PTI). Jednakże niektóre patogeny przezwyciężają tę barierę ochronną, korzystając z białek efektorowych, które zakłócają działanie PTI. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu IBIS (Identification of basal immunity mechanisms against plant pathogenic viruses) badali, jak rośliny zauważają wirusy i sygnały immunologiczne, aby uzyskać odporność. Badacze rozpoczęli od identyfikowania podstawowej odporności na wirusy roślinne poprzez analizę transkryptomiczną oddziaływania wirusa ospowatości śliwy (PPV) z organizmem modelowym Arabidopsis thaliana. Podstawowa odporność to pierwsza linia obrony, która chroni roślinę przed dużą grupą patogenów. Botanicy zidentyfikowali komponenty komórkowe uczestniczące w odporności podstawowej na PPV i scharakteryzowali funkcje efektorów tego wirusa, które blokują podstawową odporność rośliny. Ocenili też punkty wspólne szlaków podstawowej odporności roślin aktywowanych przez różne patogeny. Przeprowadzono wsteczną analizę genetyczną na przykładzie Arabidopsis, aby ustalić, czy białka uczestniczące w podstawowej odporności roślin na patogeny inne niż wirusy mogą też odgrywać rolę w obronie przeciwwirusowej. Wyniki potwierdziły istotność maszynerii PTI u Arabidopsis, co potwierdza hipotezę, że rośliny bronią się przed wirusami w ramach podstawowej odporności. Potwierdzono też hipotezę, że szlaki podstawowej odporności na patogeny wirusowe mają części wspólne ze szlakami podstawowej odporności na patogeny niewirusowe. Ponadto badacze odkryli, że jedno białko PPV może hamować odpowiedź wywołaną przez PAMP. Jest to pierwszy dowód na zdolność genomu wirusa roślin do kodowania patogennych efektorów hamujących PTI. Wirusy szybko ewoluują w celu przezwyciężenia odporności uzyskanej poprzez działania hodowców, mające na celu zwalczanie epidemii wirusowych. Przełożenie nowo uzyskanej w projekcie IBIS wiedzy na temat przeciwwirusowych mechanizmów PTI na programy poprawy jakości plonów będzie ważnym krokiem w kierunku zwalczania epidemii wirusowych upraw.