Kako se biljke brane od patogenih mikroorganizama? Ovo je složena slagalica, čiji je tim biologa sa Univerziteta u Amsterdamu rešio novi deo. Tim, predvođen Harroldom van den Burgom, otkrio je da dok vodene pore (hidatode) u lišću predstavljaju ulaznu tačku za bakterije, one su takođe aktivni deo odbrane od ovih osvajača. Istraživanje tima je sada objavljeno u časopisu Current Biology.
Svako ko je navikao da biljkama daje puno vode mogao bi da zna taj fenomen: male kapljice biljnog soka koje se ponekad pojavljuju na ivici listova, posebno noću. Kada biljke uzimaju više vode preko svog korena nego što gube isparavanjem, one mogu da iskoriste svoje vodene pore na ivicama lista da bi oslobodile višak vode. Pore bukvalno sprečavaju da pritisak vode u korenu postane previsok. Ovo je važan mehanizam, ali istovremeno i rizičan. Patogeni mikroorganizmi mogu ući u vene biljke kroz ove kapljice soka da kolonizuju pore vode.
Biolozi se stoga već dugo pitaju: Kako se biljke brane od ove široko otvorene ulazne tačke? Da li su to vodene pore, hidatode, bespomoćne žlezde koje omogućavaju obilan ulazak štetnih štetočina? Ili su evoluirali na takav način da su deo linije odbrane biljke od patogena?
Tim istraživača sa Svamerdamskog instituta za nauke o životu na Univerzitetu u Amsterdamu pronašao je dokaze da je ovo drugi slučaj. U časopisu Current Biologi opisuju svoje eksperimente sa modelom biljke Arabidopsis i dve vrste štetnih bakterija. Arabidopsis, ili thale kres, srodan je svim vrstama kupusa i drugih jestivih biljaka iz porodice Brassicaceae. Biolozi su otkrili da su vodene pore deo i prve i druge linije odbrane biljke od bakterija. Drugim rečima, oni su uključeni i u brzi početni odgovor i u naknadne akcije protiv osvajača.
Harrold van den Burg, koji je predvodio tim istraživača, objašnjava: „Za ovu studiju smo koristili mutante Arabidopsis sa deficitom u imunom sistemu koji ih je učinio podložnijim infekcijama bakterijama Ksanthomonas campestris i Pseudomonas siringae. Izabrali smo ove bakterije jer izazivaju ozloglašene probleme u poljoprivredi.Ovde su korišćeni da pomognu u razotkrivanju imunološkog sistema biljaka.
„Uspeli smo da ustanovimo da dva proteinska kompleksa (za zainteresovane: BAK1 i EDS1-PAD4-ADR1) sprečavaju razmnožavanje bakterija u porama vode. Isti imuni odgovori takođe sprečavaju ove bakterije da napreduju dalje u unutrašnjost biljke. Pored toga, otkrili smo da kada se pojavi ova prva linija odbrane, vodene pore proizvode signal koji uzrokuje biljku da proizvodi hormone koji potiskuju dalje širenje invazivnih bakterija duž vaskularnog sistema.“
Tim na taj način pruža važan fundamentalni uvid u to kako su ove prirodne ulazne tačke za bakterije evoluirale i kako su zaštićene imunološkim sistemom biljke. Dugoročno, ovo može pomoći da se poljoprivredni usevi učine otpornijim na bakterijske bolesti.
Van den Burg primećuje: „Za sada ćemo nastaviti sa ovom linijom istraživanja. Na primer, sada znamo koji proteinski kompleksi su uključeni u sprečavanje razmnožavanja bakterija u porama vode, ali ne i kako se to dešava. Da li oni, na primer, regulišu proizvodnja antimikrobnih supstanci u hidatodama koje inhibiraju rast bakterija? To bi bilo interesantno znati. Što bolje ovo razumemo, bliže ćemo se praktičnoj primeni za bolju zaštitu poljoprivrednih useva.“
