Sanotaan, että 10-15 prosenttia maailman maataloustuotannon menetyksestä johtuu sairauksista. Ja koska 70-80% tästä kasvisairaudesta johtuu rihmasienistä, viljelykasvien suojeleminen rihmasieniltä on tärkeä kysymys maailman väestön tehokkaassa ruokinnassa. Jotta patogeeniset sienet saastuttaisivat kasveja, niiden on murtauduttava kasvin orvaskesolujen läpi ja tunkeuduttava sisätilaan. Toisin sanoen kasvien epidermaaliset solut toimivat ensimmäisenä esteenä patogeenisten sienien hyökkäyksen pysäyttämiseksi ympäristössä. Millaisia puolustusfunktioita epidermaalisilla soluilla on?
On mielenkiintoista, että tiedettiin, että kasvien epidermis sisältää pieniä kloroplasteja, jotka eivät ole niin mukana fotosynteesissä. Oli kuitenkin epäselvää, mikä tehtävä sillä oli. Miksi kasvien epidermiksessä on pieniä kloroplasteja, jotka eivät paljon edistä fotosynteesiä?
Apulaisprofessori Hiroki Irieda Shinshun yliopiston maataloustieteellisestä tiedekunnasta ja professori Yoshitaka Takano, Kioton yliopiston maatalouskoulu, havaitsivat, että pienet kloroplastit kasvien epidermiksessä kontrolloivat sieni -taudinaiheuttajien pääsyä. Kaksikko havaitsi, että pienet kloroplastit liikkuvat dramaattisesti solun sisällä pintakerrokseen vasteena sienihyökkäykselle ja ovat mukana tällaisessa puolustusvasteessa.
Tässä tutkimuksessa duo tutki ensin, millaisiin patogeenisiin sieniin epidermaaliset kloroplastit reagoivat. Tämän seurauksena he havaitsivat, että useat patogeeniset rihmasienet aiheuttavat epidermaalisten kloroplastien pintamuuttoa. Mielenkiintoista on myös, että havaittiin myös, että nämä patogeeniset rihmasienet olivat niin sanottuja "mukautumattomia" ja estettiin tunkeutumasta epidermaalisiin soluihin. Toisaalta sopeutunut patogeeninen sieni tunkeutuu todennäköisemmin orvaskedeen kasveissa, joissa epidermaaliset kloroplastit ovat lakanneet siirtymästä pintakerrokseen.
Seuraavaksi he onnistuivat löytämään kasviproteiineja, jotka osallistuivat epidermaalisten kloroplastien pintamuuttoon. Kun tätä proteiinia ylituottava kasvi luotiin geenisiirrolla, epidermaaliset kloroplastit eivät siirtyneet pintakerrokseen patogeenisiä rihmasieniä vastaan. Tässä siirtogeenisessä kasvissa immuniteetti patogeenisten rihmasienten epidermaalista hyökkäystä vastaan vähenee. Havaittiin myös, että patogeeniset sienet tunkeutuvat todennäköisemmin orvaskedeen kasveissa, joissa epidermaaliset kloroplastit ovat lakanneet siirtymästä pintakerrokseen. Nämä tulokset osoittavat, että epidermaalisten kloroplastien siirtyminen pintakerrokseen liittyy puolustusvasteeseen, joka estää patogeenisten sienien hyökkäyksen.
Lue koko artikkeli osoitteessa www.phys.org.