Hovorí sa, že 10 až 15 % straty svetovej poľnohospodárskej produkcie spôsobujú choroby. A keďže 70 – 80 % tohto ochorenia rastlín je spôsobených vláknitými hubami, ochrana plodín pred vláknitými hubami je dôležitou otázkou pri efektívnom kŕmení svetovej populácie. Aby patogénne huby mohli infikovať rastliny, musia preraziť epidermálne bunky rastliny a napadnúť vnútro. Inými slovami, epidermálne bunky rastlín pôsobia ako prvá bariéra na zastavenie útoku patogénnych húb v prostredí. Aké obranné funkcie teda majú epidermálne bunky?
Je zaujímavé, že bolo známe, že epidermis rastlín obsahuje malé chloroplasty, ktoré sa až tak nepodieľajú na fotosyntéze. Nebolo však jasné, akú má funkciu. Prečo sú v epiderme rastlín malé chloroplasty, ktoré príliš neprispievajú k fotosyntéze?
Docent Hiroki Irieda z Poľnohospodárskej fakulty Univerzity Shinshu a profesor Yoshitaka Takano, Graduate School of Agriculture, Kyoto University, zistili, že malé chloroplasty v epiderme rastlín kontrolujú vstup hubových patogénov. Dvojica zistila, že malé chloroplasty sa v reakcii na hubový útok dramaticky pohybujú vo vnútri bunky k povrchovej vrstve a podieľajú sa na takejto obrannej reakcii.
V tejto štúdii duo najprv skúmalo, na aký druh patogénnych húb reagujú epidermálne chloroplasty. V dôsledku toho zistili, že viaceré patogénne vláknité huby spôsobujú povrchovú migráciu epidermálnych chloroplastov. Je zaujímavé, že sa tiež zistilo, že tieto patogénne vláknité huby boli takzvané „neadaptované“ a boli blokované pred napádaním epidermálnych buniek. Na druhej strane adaptovaná patogénna huba s väčšou pravdepodobnosťou napadne epidermis v rastlinách, v ktorých epidermálne chloroplasty prestali migrovať do povrchovej vrstvy.
Ďalej sa im podarilo nájsť rastlinné proteíny zapojené do povrchovej migrácie epidermálnych chloroplastov. Keď sa zavedením prenosu génov vytvorila rastlina, ktorá nadprodukuje tento proteín, epidermálne chloroplasty sa nepresunuli do povrchovej vrstvy proti patogénnym vláknitým hubám. V tejto transgénnej rastline je znížená imunita voči epidermálnej invázii patogénnych vláknitých húb. Zistilo sa tiež, že patogénne huby s väčšou pravdepodobnosťou napádajú epidermis u rastlín, v ktorých epidermálne chloroplasty prestali migrovať do povrchovej vrstvy. Tieto výsledky naznačujú, že migrácia epidermálnych chloroplastov do povrchovej vrstvy sa podieľa na obrannej reakcii, ktorá blokuje inváziu patogénnych húb.
Prečítajte si celý článok na www.phys.org.