Bakterie robią sztuczkę, która może utrzymać rośliny w zdrowiu

Aby zachować zdrowie, rośliny równoważą energię, którą wkładają we wzrost, z ilością zużywaną do obrony przed szkodliwymi bakteriami. Chociaż mechanizmy stojące za tą równowagą pozostają tajemnicą, naukowcy z Ameryki Północnej mogli znaleźć odpowiedź.

Zespół z Uniwersytetu Princeton w Stanach Zjednoczonych wykazał, że niektóre typy bakterie glebowe może wpływać na równowagę wzrostu i obronę rośliny.

Według , bakterie te wytwarzają trudny zdolne do zmniejszenia aktywności odpornościowej rośliny i umożliwienia jej korzeniom dłuższego wzrostu niż w innym przypadku.

Aby znaleźć bakterie równoważące układ odpornościowy, zespół przyjrzał się roślinom zaprojektowanym tak, aby wywoływały silną reakcję immunologiczną na białko tworzące nitkowate przydatki zwane wiciami.

Białko, tzw flagelinajest silnym czynnikiem wyzwalającym odpowiedzi immunologiczne u roślin, a nawet u ludzi.

W laboratorium naukowcy uprawiali Arabidopsis — małej rośliny z rodziny gorczycowych, szeroko stosowanej w badaniach naukowych — pochodzącej ze specjalnej linii, która została zaprojektowana tak, aby wytwarzać w korzeniach wysoki poziom receptora immunologicznego wrażliwego na flagelinę.

W przypadku hodowli na płytkach zawierających fragment flageliny aktywujący receptor, korzenie okazały się dość krótkieponieważ jego energia była skierowana na odporność, a nie na pobudzanie wzrostu.

Doświadczenie polegało na hodowli na płytkach z flageliną i 165 różnymi gatunkami bakterii wyizolowanymi z korzeni Arabidopsis. Około 41% tej ostatniej próbki hamowało reakcję wzrostu poprzez zmniejszenie odporności roślin i pozwól swoim korzeniom rosnąć.

Jednym z gatunków bakterii, który umożliwił wzrost korzeni, był Dyella japońska, gatunek, którego wcześniejsze prace wykazały już, że aktywność immunomodulacyjna zależy od bakteryjnego układu wydzielniczego — kompleksu białek, który może przenosić substancje z komórek bakteryjnych do środowiska, w tym do komórek roślinnych lub przestrzeni między nimi.

Dalsza analiza tego gatunku zakończyła się ujawnieniem genu kodującego wydzielany enzym – tzw subtylaza – z możliwością cięcia flageliny na drobne kawałki i zapobiegają aktywacji odpowiedzi immunologicznej.

Po zastosowaniu różnych metod genetycznych i biochemicznych zespołowi udało się wykazać, że enzym subtylaza rzeczywiście jest w stanie degradować specyficzny segment flageliny, który wyzwala odpowiedź immunologiczną. Degradacja jest wystarczająca, aby powstrzymać odpowiedź immunologiczną i umożliwić roślinom wzrost.

Została opublikowana w Raporty komórkowe.