Říká se, že 10 až 15% ztráty světové zemědělské produkce je způsobeno chorobami. A protože 70–80% této choroby rostlin je způsobeno vláknitými houbami, je ochrana plodin před vláknitými houbami důležitým problémem účinného krmení světové populace. Aby mohly patogenní houby infikovat rostliny, musí prorazit epidermální buňky rostliny a napadnout vnitřek. Jinými slovy, rostlinné epidermální buňky fungují jako první bariéra, která zastaví útok patogenních hub v životním prostředí. Jaké obranné funkce tedy mají epidermální buňky?
Je zajímavé, že bylo známo, že epidermis rostlin obsahuje malé chloroplasty, které se tak neúčastní fotosyntézy. Nebylo však jasné, jakou funkci má. Proč jsou v epidermis rostlin malé chloroplasty, které příliš nepřispívají k fotosyntéze?
Odborný asistent Hiroki Irieda z fakulty zemědělství na univerzitě Shinshu a profesor Yoshitaka Takano z postgraduální školy zemědělství na Kjótské univerzitě zjistili, že malé chloroplasty v epidermis rostlin regulují vstup plísňových patogenů. Duo zjistilo, že malé chloroplasty se pohybují uvnitř buňky dramaticky do povrchové vrstvy v reakci na napadení houbami a podílí se na takové obranné reakci.
V této studii duo nejprve zkoumalo, na jaký druh patogenních hub reagují epidermální chloroplasty. Ve výsledku zjistili, že mnohočetné patogenní vláknité houby způsobují povrchovou migraci epidermálních chloroplastů. Je zajímavé, že bylo také zjištěno, že tyto patogenní vláknité houby byly takzvané „nepřizpůsobené“ a byly blokovány před napadením epidermálních buněk. Na druhou stranu je pravděpodobné, že adaptované patogenní houby napadnou epidermis v rostlinách, ve kterých epidermální chloroplasty přestaly migrovat do povrchové vrstvy.
Dále se jim podařilo najít rostlinné proteiny zapojené do povrchové migrace epidermálních chloroplastů. Když byla rostlina, která nadprodukuje tento protein, vytvořena zavedením genového přenosu, epidermální chloroplasty se nepohybovaly do povrchové vrstvy proti patogenním vláknitým houbám. U této transgenní rostliny je snížena imunita proti epidermální invazi patogenních vláknitých hub. Bylo také zjištěno, že patogenní houby pravděpodobněji napadají epidermis u rostlin, ve kterých epidermální chloroplasty přestaly migrovat do povrchové vrstvy. Tyto výsledky naznačují, že migrace epidermálních chloroplastů do povrchové vrstvy se podílí na obranné reakci, která blokuje invazi patogenních hub.
Přečtěte si celý článek na www.phys.org.