Apoplast

Het is algemeen bekend dat het apoplast in plantenweefsels rijke minerale voedingsstoffen bevat, en het wordt de belangrijkste factor voor micro-organismen om te gedijen in het apoplast. Hoewel er apoplastische immuniteitssystemen zijn, zijn er pathogenen die effectoren hebben die de immuniteit van de gastheer kunnen moduleren of de immuniteitsreacties kunnen onderdrukken, bekend als effector-getriggerde vatbaarheid. Een andere factor dat pathogenen de apoplastische ruimte zo vaak koloniseren is dat wanneer zij de planten binnendringen vanuit de bladeren, de eerste plaats waar zij op stuiten de apoplastische ruimte is. Daarom is de apoplast een populaire biotische interface en tevens een reservoir voor microben. Een van de meest voorkomende apoplastische ziekten bij planten zonder beperkte habitat of klimaat is zwartrot, veroorzaakt door de gramnegatieve bacterie Xanthomonas campestris.

Entofytische bacteriën kunnen in de landbouw ernstige problemen veroorzaken door de plantengroei te remmen door het apoplast te alkaliseren met hun vluchtige stoffen. Met name bij de rhizobacteria is ontdekt dat het belangrijkste bestanddeel van de vluchtige stoffen fytotoxisch is, het wordt geïdentificeerd als 2-fenylethanol. 2-phenylethanol kan de regulatie van WRKY18 beïnvloeden, wat een transcriptiefactor is die betrokken is bij meerdere plantenhormonen, één daarvan is het abscisinezuur (ABA) hormoon. 2-phyenlethanol moduleert de gevoeligheid van ABA via WRKY18 en WRKY40, maar WRKY18 is de centrale bemiddelaar van de route van het in gang zetten van celdood en modulatie van ABA gevoeligheid beïnvloed door 2-phyenlethanol. Daarom resulteert het in de remming van de wortelgroei, en de planten hebben geen capaciteit om te groeien zonder dat de wortels voedingsstoffen in de bodem opnemen.

Microbiële kolonisatie in het apoplast is echter niet altijd schadelijk voor de planten; het kan zelfs gunstig zijn om een symbiotische relatie met de gastheer tot stand te brengen. Een van de voorbeelden is dat endofytische en fyllosfeermicroben indirect de plantengroei kunnen bevorderen en de plant beschermen tegen andere pathogenen door de signaalwegen salicylzuur (SA) en jasmonzuur (JA) te induceren, en zij zijn beide onderdelen van de pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen die de immuniteit in gang zetten (PTI). De productie van SA- en JA-hormonen moduleren ook de ABA-signalisatie als componenten op de genexpressie van de verdediging, en er zijn nog veel meer reacties waarbij andere hormonen betrokken zijn om te reageren op verschillende biotische en abiotische stress. In het experiment uitgevoerd door Romero e.a. inoculeerden zij de bekende entofytische bacterie Xanthomonas in Canola, een plant die in verschillende habitats groeit, en zij vonden zijn apopalstische vloeistoffen die voor 99% identiek zijn aan een andere bacterie, Pseudomonas viridiflava, door 16S rRNA-sequenties uit te voeren met de Genebank en referentiestammen. Verder gebruikten zij de markers op de SA-responsieve transcriptiefactor en andere specifieke genen zoals lipoxygenase 3 als markergenen voor JA-signalering en ABA-signalering om kwantitatieve reverse-transcription PCR uit te voeren. Het is gebleken dat Xanthomonas alleen het gerelateerde gen van de SA-route activeert, terwijl Pseudomonas viridiflava in staat is om de genen van zowel de SA- als de JA-route te activeren, wat suggereert dat Pseudomonas viridiflava oorspronkelijk in Canola PTI kan stimuleren door de accumulatie van beide signaalwegen om de groei van Xanthomonas te remmen. Concluderend, de apoplast speelt een cruciale rol in planten, betrokken bij allerlei regulaties van hormonen en transport van voedingsstoffen, dus als het eenmaal gekoloniseerd is, kan het effect dat het met zich meebrengt niet worden verwaarloosd.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.