Rośliny też mają układ immunologiczny!
Wydaje się, że podobnie do ludzkiego układu immunologicznego - którego istnienia jesteśmy całkiem świadomi - rośliny również dysponują swoimi własnymi, rozległymi strategiami obronnymi. W artykule opublikowanym w czasopiśmie Science Express naukowcy z Uniwersytetu w Wageningen w Holandii i Krajowego Laboratorium im. Lawrence'a Berkeley'a w USA po raz pierwszy zidentyfikowali sposób, w jaki sieć mikroorganizmów glebowych może współpracować, aby odeprzeć atak zabójczych dla rośliny patogenów. Zespół dokonał odkrycia na podstawie bliższego przyjrzenia się glebie z pola buraka cukrowego w Holandii, który zyskał odporność na Rhizoctonia solani, patogen wywołujący grzybicę korzeni. Chociaż gleby działające supresyjnie na choroby występują dosyć powszechnie, do tej pory zidentyfikowano jedynie niektóre z mikroorganizmów zaangażowanych w układ immunologiczny roślin, a w ramach wcześniejszych badań odkryto jedynie kilka drobnoustrojów zwalczających patogeny. W toku ostatnich badań zespół odkrył 17 mikroorganizmów glebowych pracujących nad stłumieniem zabójczego patogenu, który może wywołać taki sam chaos wśród buraków cukrowych, ryżu i innych roślin. Aby zidentyfikować te mikroorganizmy zespół wykorzystał chip wielkości karty kredytowej, potrafiący wykryć obecność 59.000 gatunków bakterii i archeonów w próbkach powietrza, wody i gleby bez konieczności hodowania. Chip został opracowany w Laboratorium im. Lawrence'a Berkeley'a, aby pomóc w identyfikacji nie tylko najbardziej typowych i znanych organizmów w próbce z danego środowiska, ale również rzadszych typów, które są mniej liczne. Działa na zasadzie porównania sekwencji DNA unikalnej dla każdego gatunku bakterii z ponad milionem referencyjnych docelowych DNA na chipie. "Pojedyncze mikroorganizmy zostały już wcześniej powiązane z glebą działającą supresyjnie na choroby, natomiast my wykazaliśmy, że swój udział w tym zjawisku ma połączenie wielu organizmów" - zauważa Gary Andersen, jeden z naukowców z Krajowego Laboratorium im. Lawrence'a Berkeley'a. Buraki cukrowe sadzone zazwyczaj na glebach działających supresyjnie na choroby przechodzą swoisty cykl: pierwsze kilka lat jest wolnych od patogenów, a potem rośliny poddają się chorobie. Rośliny następnie zdrowieją, kiedy tylko mikroorganizmy zwalczające patogeny aktywują się i gleba stanie się niesprzyjająca dla patogenu. Pobieranie próbek gleby wykorzystanych w badaniach rozplanowano tak, aby wykazać sześć z tych różnych etapów supresji na polu buraka cukrowego. DNA pobrane z tych próbek poddano analizie, która wykazała ponad 33.000 gatunków bakterii i archeonów. Chociaż odkryto niewielkie zróżnicowanie między mikroorganizmami obecnymi na sześciu różnych etapach cyklu gleby, po analizie każdej próbki okazało się, że w tej obfitości bakterii każda z nich miała unikalny skład bakteryjny. We wszystkich próbkach, w których choroba uległa supresji, występowała większa obfitość 17 unikalnych typów bakterii. Znaleźli się wśród nich znani "pogromcy grzybów", jak Pseudomonas, Burkholderia, Xanthomonas i Actinobacteria. W niektórych próbkach były obecne również inne typy bakterii, które nie wykazały samodzielnych zdolności do zwalczenia patogenów, co sugeruje, że działają synergicznie wraz z innymi bakteriami w celu supresji choroby roślin. Wnioski z tych odkryć są takie, że dla gleby, aby dobrze sobie radziła ze zwalczaniem patogenów, lepiej jest dysponować silniejszym "zespołem" różnych typów bakterii niż mieć jednego czy dwóch zabójców patogenów. "Dostrzegamy teraz, że złożonego zjawiska supresji choroby w glebach nie można przypisać pojedynczej grupie bakterii, tylko jest ono najprawdopodobniej kontrolowane przez społeczność mikroorganizmów" - wyjaśnia Gary Andersen. Istnieje nadzieja, że te wyniki pomogą naukowcom zrozumieć niewyjaśnione kwestie dotyczące tego, w jaki sposób gleby działające supresyjnie na choroby przyciągają te obronne mikroorganizmy, pomagając w ten sposób rolnikom i hodowcom w walce z chorobami roślin, które przynoszą straty ekonomiczne.Więcej informacji: Krajowe Laboratorium im. Lawrence'a Berkeley'a: http://www.lbl.gov/ Uniwersytet w Wageningen: http://www.wur.nl/UK/
Kraje
Niderlandy, Stany Zjednoczone