گفته می شود که 10 تا 15 درصد از افت تولیدات کشاورزی در جهان ناشی از بیماری ها است. و از آنجایی که 70 تا 80 درصد این بیماری گیاهی توسط قارچ های رشته ای ایجاد می شود، محافظت از محصولات در برابر قارچ های رشته ای موضوع مهمی در تغذیه موثر جمعیت جهان است. برای اینکه قارچ های بیماری زا گیاهان را آلوده کنند، باید از سلول های اپیدرمی گیاه عبور کرده و به داخل آن حمله کنند. به عبارت دیگر سلول های اپیدرمی گیاه به عنوان اولین مانع برای توقف حمله قارچ های بیماری زا در محیط عمل می کنند. بنابراین سلول های اپیدرمی چه نوع عملکردهای دفاعی دارند؟
جالب است بدانید که اپیدرم گیاهان حاوی کلروپلاست های کوچکی است که چندان درگیر فتوسنتز نیستند. با این حال، مشخص نیست که چه عملکردی دارد. چرا کلروپلاست های کوچکی در اپیدرم گیاهان وجود دارند که کمک زیادی به فتوسنتز نمی کنند؟
استادیار هیروکی ایریدا از دانشکده کشاورزی دانشگاه شینشو و پروفسور یوشیتاکا تاکانو از دانشکده کشاورزی دانشگاه کیوتو دریافتند که کلروپلاست های کوچک در اپیدرم گیاهان ورود پاتوژن های قارچی را کنترل می کنند. این دو کشف کردند که کلروپلاست های کوچک در پاسخ به حمله قارچی به طور چشمگیری در داخل سلول به لایه سطحی حرکت می کنند و در چنین پاسخ دفاعی نقش دارند.
در این مطالعه، این دو نفر ابتدا بررسی کردند که کلروپلاست های اپیدرمی به چه نوع قارچ های بیماری زا پاسخ می دهند. در نتیجه، آنها دریافتند که قارچ های رشته ای بیماری زا متعدد باعث مهاجرت سطحی کلروپلاست های اپیدرمی می شوند. جالب توجه است، همچنین مشخص شد که این قارچهای رشتهای بیماریزا به اصطلاح «ناسازگار» هستند و از حمله به سلولهای اپیدرمی جلوگیری میکنند. از سوی دیگر، قارچهای بیماریزای سازگار با احتمال بیشتری به اپیدرم در گیاهانی که در آن کلروپلاستهای اپیدرمی مهاجرت به لایه سطحی متوقف شدهاند، حمله میکند.
سپس، آنها موفق به یافتن پروتئین های گیاهی دخیل در مهاجرت سطحی کلروپلاست های اپیدرم شدند. هنگامی که گیاهی که بیش از حد این پروتئین را تولید می کند با معرفی انتقال ژن ایجاد شد، کلروپلاست های اپیدرمی در برابر قارچ های رشته ای بیماری زا به لایه سطحی حرکت نکردند. در این گیاه تراریخته، ایمنی در برابر تهاجم اپیدرمی قارچ های رشته ای بیماری زا کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که قارچ های بیماری زا در گیاهانی که در آن کلروپلاست های اپیدرمی مهاجرت به لایه سطحی متوقف شده اند، بیشتر به اپیدرم حمله می کنند. این نتایج نشان میدهد که مهاجرت کلروپلاستهای اپیدرمی به لایه سطحی در واکنش دفاعی دخالت دارد که تهاجم قارچهای بیماریزا را مسدود میکند.
مقاله کامل را در www.phys.org بخوانید.