Mense wonder al jare waarom patogeen Phytophthora besmet veroorsaak die verwoestende siekte van laatroes, die oorsprong van die Ierse aartappelhongersnood, op aartappels, maar het geen effek op plante soos appel of komkommer nie. Hoe kan appelbome en komkommerplante hierdie verwoestende patogeen heeltemal afskud? Landbouwetenskaplikes wonder al jare: as hierdie weerstand so volledig is en oor soveel generasies voortduur, is daar dan een of ander manier waarop ons dit kan oordra na vatbare plante soos koring en sodoende siektes kan stop? oor nie-gas-weerstand
Daar is baie voorbeelde van plante wat vatbaar is vir een patogeen, maar wat weerstand kan bied teen 'n ander naverwante patogeen. Deur die meganisme agter weerstand te ontbloot, kan ons 'n dieper begrip van die plant verkry immuunstelsel en kan ook voorheen onbekende aspekte van immuun sein en regulering ontdek, wat wetenskaplikes kan help om weerstand teen 'n wyer spektrum van patogene.
Waarom is dit so belangrik om die molekulêre basis van nie-gasweerstand te bepaal? ?
Hierdie vraag was nog altyd belangrik, aangesien patogene 'n voortdurende bedreiging vir die landbou is, wat beperk hoeveel voedsel geproduseer word en waar gewasse verbou kan word. Wetenskaplikes gaan voort om maniere te leer om die impak van siektes te verminder deur plaagdoders te ontwikkel, nuwe praktyke in die veld te implementeer en gewasse met beter weerstand te teel.
Die moderne wêreld ondermyn hierdie pogings egter per ongeluk op verskeie maniere. Globalisering en verhoogde beweging het bygedra tot die verspreiding van patogene in nuwe omgewings. 'N Prominente voorbeeld is die onlangse opkoms van koringontploffingsiekte wat veroorsaak word deur die swam Magnaporthe oryzae, wat lank nie in staat was om koring te koloniseer nie.
"Die veld van weerstand teen gasvryheid is daarop gemik om nuwe maniere te identifiseer om weerstand teen hierdie plantpatogene te ontwikkel, gelei deur benaderings wat reeds in die natuur bestaan," het Matthew Moscou, 'n wetenskaplike aan The Sainsbury Laboratory in Norwich, Verenigde Koninkryk, verduidelik. "Hierdie vraag is fundamenteel om te verstaan waarom sommige plante deur 'n bepaalde patogeen besmet raak en ander nie, en omgekeerd, waarom 'n bepaalde patogeen slegs 'n beperkte aantal plantspesies suksesvol kan koloniseer, wat gesamentlik sy gasheerreeks vorm."
Wat weet ons?
Wetenskaplikes het geleer dat weerstand teen 'n gastheer 'n kenmerk is wat deur baie gene beheer word en dat dit hoofsaaklik deur die kenmerkende eienskappe van 'n gegewe plant-patogeen-konstellasie beheer word. Bestaande en geïnduseerde fisiese hindernisse, soos die kutikula van die plant, en die afskeiding van antimikrobiese molekules is dikwels die belangrikste faktore in die nie-gasweerstand. Meer onlangs het wetenskaplikes die wisselwerking tussen die gasheer-NLR-immuunsensors en afgeskeide patogeen-effektorproteïene herken as 'n ander belangrike bepaler van weerstand teen die gas.
Wat weet ons nie?
"Terwyl die bydrae van mikrobiese kommense (mikrobes wat van nature in plantorgane woon sonder om skade te berokken), die afgelope paar jaar tot plantimmuniteit opgeduik het, is hul eksplisiete rol in die nie-gasweerstand nog nie getoon nie," het Ralph Panstruga, 'n wetenskaplike van RWTH Aachen Universiteit in Duitsland. “Ons kennis oor nie-gas-weerstand berus grotendeels op bevindings wat verkry is in 'n handjievol (model) angiosperm-plantspesies wat geneties baie beweegbaar is. Ons weet nog nie in hoeverre hierdie insigte veralgemeen kan word nie, veral met betrekking tot nie-angiosperme. ”
Alhoewel daar baie is wat ons nie van weerstand bied nie, sal onlangse tegnologiese vooruitgang, soos DNA-volgordebepaling, dit vir wetenskaplikes makliker maak om meer te leer. Wat die begrip van die bydrae van mikrobiese kommense betref, kon wetenskaplikes onlangs hierdie aspek ondersoek deur middel van hersaamstellingseksperimente met sintetiese mikrobiese gemeenskappe in kombinasie met kiemvrye plantsisteme. Hierdie gereedskap is eers onlangs vir sommige modelplantsoorte gevestig en is nog nie beskikbaar vir baie landbou-belangrike gewasse nie.
Wat kan daaruit voortvloei om hierdie vraag te beantwoord?
Om meer te leer oor weerstand wat nie gasvry is nie, sal wetenskaplikes beter insien dat vatbaarheid en weerstand die uiterste resultate is van interaksies tussen plante en patogene, met allerlei tussentydse vorme moontlik. Wetenskaplikes kan ook onontdekte plantpatogene by sommige spesies ontdek, wat die strategieë vir siektebeheer sal verbeter. Die beantwoording van hierdie vraag sal ook help om wetenskaplikes verder te begryp of mikrobiese kommensies bydra tot weerstand, wat die basis kan vorm vir toekomstige gewasbeskermingsmaatreëls. Ten slotte sal hierdie insigte ons beeld van die plant se immuunstelsel voltooi.
Lees 'Wat is die molekulêre basis van nie-gasweerstand' vir die volledige oorsig? ' gepubliseer in die November-uitgawe van die MPMI joernaal. Hierdie artikel is die eerste in 'n reeks van tien resensies wat die top 10 onbeantwoorde vrae in molekulêre plant-mikrobe-interaksies ondersoek, wat ontstaan het uit 'n inisiatief vir Crowdsourcing wat gelei is deur die MPMI redaksie van die tydskrif tydens die Internasionale Kongres oor Molekulêre Plant-Mikrobe-interaksies in Glasgow, Skotland, 2019.
By die vergaderinggangers het Panstruga en Moscou gehoor van die strewe om die top 10 onbeantwoorde vrae in te identifiseer MPMI, was hulle dadelik gefassineer. Toe hulle die finale lys sien, is hulle aangetrokke tot die vraag oor nie-gasweerstand, 'n plantverdediging wat immuniteit bied aan alle lede van 'n plantsoort teen 'n mikro-organisme wat skadelik is vir ander plantsoorte.
"Aangesien ons albei kundigheid op die gebied van nie-gas-weerstand gepubliseer het, was dit vanselfsprekend dat ons met 'n oorsigartikel tot hierdie relevante vraag kon bydra," het Panstruga gesê. 'Ons het geruime tyd gevoel dat sommige konsepte en terme in die veld dubbelsinnig en moontlik misleidend is, en dat dit net die regte tyd sou wees om die huidige kennis saam te vat, maar ook om 'n paar aspekte op te klaar en 'n paar vars idees. ”