Наука 10 апреля 2022

Иммунитет защищает растения от опасных патогенов в дождевой воде

Исследователи из Нагойского университета показали, как иммунитет растений реагирует на дождь, чтобы защититься от потенциально опасных веществ и бактерий. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Читайте «Хайтек» в

Группа исследователей под руководством профессора Ясуоми Тада и доцента Мики Номото из Нагойского университета показала, что растения воспринимают дождь, как фактор риска. Ученые показали, что под воздействием воды в листьях растений увеличивается содержание ионов кальция (Ca 2+), который подавляет естественные иммуносупрессоры и, как следствие, активирует гены иммунитета.

У растений, как и у животных, есть собственная иммунная система. Когда растения обнаруживают патогены, они активируют иммунные гены, чтобы предотвратить заражение. Капли дождя содержат патогенные микроорганизмы, в том числе бактерии, плесневые грибы и вирусы. Ученые исследовали, каким образом иммунитет защищается от этих угроз.

Биологи изучали саженцы цветка резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana). Исследователи секвенировали РНК этого растения, чтобы понять, какие гены экспрессируются под воздействием дождя. Они обнаружили, что несколько основных генов, связанных с иммунитетом, активируются в ответ на капли и что эти гены регулируются иммуносупрессорами САМТА (при активности генов САМТА экспрессия иммунных генов блокируется).

Исследователи отмечают, что САМТА контролируется ионами кальция. Чтобы проверить активность Ca 2+ биологи ввели в листья растения ген GCaMP3, который вызывает флуоресценцию при взаимодействии с кальцием. Результаты эксперимента показали, что, когда на листья попадала вода, вокруг трихом, крошечных волосков на поверхности листа, возрастал уровень Ca 2+.

Источник: Ясуоми Тада, Нагойский университет

Как считают исследователи, результаты их экспериментов показали, что механическое воздействие капель воды на трихомы вызывает увеличение в клетках листа ионов кальция и, как следствие, активирует иммунитет для борьбы с потенциальными патогенами.

«Наши результаты показывают, что мы можем искусственно улучшать защитные способности растений против болезней в любое время и на любой период времени. Используя эту технологию, мы могли бы активировать иммунные реакции сельскохозяйственных культур, выращиваемых в сложных условиях», — говорит профессор Тада.