Naukowcy z John Innes Center odkryli, że zdolność bakterii do rozprzestrzeniania chorób w roślinach jest szersza niż wcześniej sądzono.
Korzystając z Pseudomonas syringae, odkryli, że toksyna syringomycyna wpływa zarówno na rośliny kwitnące, jak i niekwitnące, co wskazuje na szeroki potencjał tego patogenu do infekowania różnorodnych roślin gatunek.
Rozprzestrzenianie się chorób bakteryjnych w roślinach
Z nowych badań wynika, że bakterie mogą być zdolne do rozprzestrzeniania chorób na większą liczbę gatunków roślin, niż wcześniej sądzono.
Naukowcy z John Innes Center zastosowali podejście ewolucyjne do zbadania różnorodności Pseudomonas syringaepatogenu roślinnego znanego z infekowania różnych upraw, w celu zbadania, w jaki sposób atakuje odległe spokrewnione gatunki roślin.
Wpływ patogenów na rośliny niekwitnące
Zespół badawczy dr Phila Carelli skupił się na toksynie bakteryjnej syringomycynie, wytwarzanej przez wysoce zakaźne bakterie P. syringae szczepów i przetestowano jego wpływ zarówno na rośliny kwitnące, jak i niekwitnące.
Doświadczenia wykazały, że syringomycyna była wysoce toksyczna dla roślin niekwitnących, reprezentowanych przez gatunki wątrobowców i paproci, powodując uszkodzenie tkanek i wyzwalając aktywność genów związaną ze stresem.
Efekty te były jeszcze ważniejsze w przypadku infekcji roślin niekwitnących w porównaniu z roślinami kwitnącymi, co było zaskakujące, ponieważ większość naszego obecnego zrozumienia tego, w jaki sposób bakterie chorobotwórcze (chorobotwórcze) manipulują żywicielami roślin, koncentruje się na roślinach kwitnących, do których należą niektóre z naszych głównych uprawy.
Badanie, które opublikowano dzisiaj (19 grudnia) w , uwzględniając gatunki niekwitnące Gospodarz komórkowy i mikrobstanowi uzupełnienie rosnącej liczby badań pokazujących, w jaki sposób patogeny bakteryjne niosą ze sobą potencjał kolonizacji odległych spokrewnionych roślin.
„Każdy z gatunków roślin wykorzystanych w tym badaniu ma inną historię życia, odkąd ostatni raz mieli wspólnego przodka 500 milionów lat temu. Jednak pojedyncza grupa patogenów może zainfekować każdy z nich, wykorzystując wspólny zestaw czynników chorobotwórczych” – stwierdziła dr Carella.
Ogólna zjadliwość wśród gatunków roślin
„Nasze wyniki pokazują, że zjadliwość patogenu może być bardziej ogólna w przypadku roślin, niż wcześniej sądzono” – dodał.
Naukowcy stawiają taką hipotezę P. syringae zjadliwość koncentruje się na podstawowych procesach wspólnych dla Królestwa Roślin. W tym przypadku toksyna syringomycyna prawdopodobnie zakłóca błony komórkowe każdej z różnych testowanych roślin.
Czasami rośliny niekwitnące są uważane za mniej wyrafinowane niż ich kwitnące krewne, które pojawiły się później w historii ewolucji, ale to badanie podkreśla znaczenie analizy całego świata roślin w celu zrozumienia podstawowych mechanizmów i procesów, które można zastosować do ochrony upraw spożywczych przed chorobami .
Implikacje dla badań rolniczych
„Ogółem nasze badania pokazują, że różnorodne rośliny mogą ogólnie ujawnić użyteczną wiedzę na temat interakcji roślina-patogen, która jest przydatna w badaniach nad chorobami roślin uprawnych. Nie jemy wątrobowców, ale mogą nas wiele nauczyć o podstawowych mechanizmach zjadliwości ważnych patogenów” – zauważa dr Carella.
Następnym krokiem w tych badaniach jest zbadanie roli, jaką toksyna odgrywa w promowaniu rozprzestrzeniania się bakterii oraz sposobu, w jaki współpracuje ona z bakteryjnymi białkami efektorowymi, powodując chorobę.
Kolejnym interesującym pytaniem badawczym, które warto zbadać, jest: dlaczego niektórzy P. syringae populacje nie są nosicielami toksyny.
Grupa będzie także poszerzać różnorodność roślin wykorzystywanych w eksperymentach w celu poszukiwania tych, które są odporne na patogeny bakteryjne.
Odniesienie: „Nekrotyczna toksyna umożliwia Pseudomonas syringae infekcja u roślin zróżnicowanych ewolucyjnie” 19 grudnia 2024 r., Gospodarz komórkowy i mikrob.
DOI: 10.1016/j.chom.2024.11.014
