Hoe verdedig plante hulself teen patogene mikroörganismes? Dit is 'n komplekse legkaart, waarvan 'n span bioloë van die Universiteit van Amsterdam 'n nuwe stuk opgelos het. Die span, onder leiding van Harrold van den Burg, het ontdek dat terwyl die waterporieë (hidatodes) in blare 'n toegangspunt vir bakterieë bied, hulle ook 'n aktiewe deel van die verdediging teen hierdie indringers is. Die span se navorsing is nou in die joernaal gepubliseer Huidige Biologie.
Enigiemand wat daaraan gewoond is om plante baie water te gee, ken dalk die verskynsel: klein druppeltjies plantsap wat soms veral snags aan die rand van die blare verskyn. Wanneer plante meer water via hul wortels opneem as wat hulle deur verdamping verloor, kan hulle hul waterporieë op die blaarrand gebruik om oortollige water vry te stel. Die porieë keer letterlik dat wortelwaterdruk te hoog word. Dit is 'n belangrike meganisme, maar terselfdertyd riskant. Patogeniese mikroörganismes kan deur hierdie sapdruppels die plant se are binnedring om die waterporieë te koloniseer.
Bioloë vra hulself dus al lank af: Hoe verdedig plante hulle teen hierdie wyd oop toegangspunt? Is daardie waterporieë, die hidatodes, weerlose kliere wat genoegsame toegang van skadelike plae toelaat? Of het hulle so ontwikkel dat hulle deel is van die plant se verdedigingslinie teen patogene?
Verdedigingslyn
’n Span navorsers van die Swammerdam Instituut vir Lewenswetenskappe aan die Universiteit van Amsterdam het bewyse gevind dat laasgenoemde die geval is. In die joernaal Huidige Biologie, beskryf hulle hul eksperimente met die modelplant Arabidopsis en twee soorte skadelike bakterië. Arabidopsis, of thale-kers, is verwant aan alle soorte kool en ander eetbare plante in die Brassicaceae-familie. Die bioloë het ontdek dat die waterporieë deel is van beide die plant se eerste en tweede lyn van verdediging teen bakterieë. Met ander woorde, hulle is betrokke by beide die vinnige aanvanklike reaksie en die opvolgaksies teen die indringers.
Harrold van den Burg, wat die span navorsers gelei het, verduidelik: “Vir hierdie studie het ons Arabidopsis-mutante gebruik met tekorte in hul immuunstelsel wat hulle meer vatbaar gemaak het vir infeksie met die bakterieë Xanthomonas campestris en Pseudomonas syringae. Ons het hierdie bakterieë gekies omdat hulle berugte probleme in die landbou veroorsaak. Hier is hulle gebruik om die plant se immuunstelsel te help ontrafel.
“Ons kon vasstel dat twee proteïenkomplekse (vir belangstellendes: BAK1 en EDS1-PAD4-ADR1) verhoed dat die bakterieë in die waterporieë vermeerder. Dieselfde immuunresponse verhoed ook dat hierdie bakterieë verder in die plant binnekant beweeg. Daarbenewens het ons ontdek dat wanneer hierdie eerste lyn van verdediging plaasvind, die waterporieë 'n sein produseer wat veroorsaak dat die plant hormone produseer wat verdere verspreiding van die indringer bakterieë langs die vaskulêre stelsel onderdruk."
Maak landbougewasse meer veerkragtig
Die span verskaf dus 'n belangrike fundamentele insig in hoe hierdie natuurlike toegangspunte vir bakterieë ontwikkel het en deur die plant se immuunstelsel beskerm word. Op lang termyn kan dit help om landbougewasse meer weerstand teen bakteriële siektes te maak.
Van den Burg merk op, “Vir nou gaan ons voort met hierdie navorsingslyn. Ons weet byvoorbeeld nou watter proteïenkomplekse betrokke is om te voorkom dat bakterieë in die waterporieë vermeerder, maar nie hoe dit gebeur nie. Reguleer hulle byvoorbeeld die produksie van antimikrobiese stowwe in hidatodes wat bakteriese groei inhibeer? Dit sal interessant wees om te weet. Hoe beter ons dit verstaan, hoe nader kom ons aan 'n praktiese toepassing vir beter beskerming van landbougewasse. "