Planteimmunsystemer kan tilpasse sig ikke-levende miljøstressorer, afslører ny undersøgelse

Mønstergenkendelsesreceptorer giver saltstresstolerance i Arabidopsis thaliana efter genkendelse af beslægtede skade-associerede molekylære mønstre. A, fænotype af A. thaliana frøplanter efter (venstre) 6 dages eksponering for 150 mM NaCl og (højre) 5 dages eksponering for 175 mM NaCl, med eller uden Pep2 eller Pep1 forbehandlinger. B, Overlevelsesrate (gennemsnit ± standardfejl af middelværdien [s.e.m.], n ≥ 50, to replikater) af frøplanter efter deres eksponering for 150 mM NaCl i den angivne varighed, med og uden 0,1 µM Pep1-forbehandling. Stjerner *** og ** angiver henholdsvis P <0,001 og 0,01 ved brug af to-halede t-test sammenlignet med de tilsvarende værdier for de mock-behandlede planter. C, gennemsnitlige friske vægte (gennemsnit ± s.e.m., n ≥ 30, fire replikater) af frøplanter efter 5 dages eksponering for 150 mM NaCl, med og uden 0,1 µM Pep1-forbehandling. En stjerne (*) angiver P <0,05 ved anvendelse af to-halede t-test sammenlignet med de tilsvarende værdier for de mock-behandlede planter; N.S. =ikke signifikant. D, Klorofylindhold (gennemsnit ± s.e.m., n ≥ 30, fire replikater) i frøplanter efter 5 dages eksponering for 150 mM NaCl, med og uden 0,1 µM Pep1-forbehandling. Bogstaver over streger angiver P <0,05 ved brug af Tukeys ærligt signifikante forskel (HSD) test. E, fænotype af frøplanter efter 5 dages eksponering for 175 mM NaCl, med eller uden 0,1 µM flg22 eller elf18 forbehandling. F, Overlevelsesrate (gennemsnit ± s.e.m., n ≥ 20, to replikater) af frøplanter efter 6 dages eksponering for 175 mM NaCl, med og uden 0,1 μM flg22 eller elf18 forbehandling. Stjerner (**) angiver P <0,01 ved brug af Tukeys HSD-test sammenlignet med værdien af mock-behandlede vildtype (WT) planter. Kredit:Molekylære plante-mikrobe-interaktioner

Når vi tænker på planter, kommer udtrykket "stresset" typisk ikke til at tænke på. De er trods alt fritaget for at betale regninger og tackle eksistentielle spørgsmål. Miljøændringer - både levende (biotiske) og ikke-levende (abiotiske) - genererer imidlertid betydelige stressfaktorer for planter. Nye metoder til at forbedre plantetolerance og immunitet midt i klimaændringer er derfor kritiske.

Når en plantes immunreceptorer på celleoverfladen opdager molekylære signaler, der annoncerer biotiske angribere (såsom bakterier, svampe, insekter eller andre), danner de receptorkomplekser med partnerproteiner, der signalerer det cellulære forsvar mod patogener. Nogle af disse molekylære signaler genereres også, når abiotiske stressfaktorer beskadiger planteceller. De indbefatter skade-inducerbare peptider eller cellulært affald, hvilket indikerer planteskade. Denne immunitetssignalering som reaktion på abiotisk stress manglede klare styrende principper og mekanismer forud for en nylig undersøgelse ledet af Eliza Loo fra Nara Institute of Science and Technology.

Resultaterne, offentliggjort i en ny Molecular Plant-Microbe Interactions særligt fokusnummer, viser, hvordan immunitetssignalering også kan øge planternes tolerance over for abiotiske stressfaktorer såsom højt saltindhold. Tilsvarende forfatter Yusuke Saijo kommenterer, at "immunreceptor-præaktivering tillader planter at øge amplituden og genrepertoiret af salt-inducerbar genekspressionsomprogrammering, når de udsættes for høj saltholdighed," hvilket hjælper med at øge salttolerancen.

Overraskende nok fandt de ud af, at immunreceptorer og signalkomponenter bidrog til salttolerance, selv i planter udfordret af ikke-patogene mikrober. Dette tyder på, at planter kan fornemme og igangsætte adaptive reaktioner på abiotiske belastninger – ved at detektere ændringer i signaler fra plantebeboende mikrober langs fluktuationer i miljøforhold – og opnå en bred vifte af stresstolerancetaktik.

"Resultaterne udvider vores syn på, hvordan planter sanser og tilpasser sig miljøændringer, især salt og osmotisk stress, der truer afgrødeproduktionen i landbruget. Det rejser også en ny idé om, at immunreceptorer overvåger plantebeboende mikrober og derved regulerer planters tilpasning til miljøet. ud over biotiske interaktioner," forklarer Saijo. Vores globale fødevareforsyning afhænger af planternes sundhed og deres evne til at overvinde stressfaktorer.

Dette lægger grundlaget for yderligere undersøgelser, der forbinder biotisk og abiotisk stresssignalering i plantevidenskab. At forstå det dybt komplekse forhold mellem planter og det levende og ikke-levende miljø, der omgiver dem, er afgørende for at fremme plantesundhed og i sidste ende menneskers sundhed. + Udforsk yderligere

Opdagelse af interaktionerne mellem planter og arbuskulære mykorrhizasvampe

Sidste artikelFire arter af limu får hawaiianske navne

Næste artikelHunde med mere aktive ejere får muligvis mere motion