Apoplast

Dobrze wiadomo, że apoplast w tkankach roślinnych zawiera bogate mineralne składniki odżywcze i staje się głównym czynnikiem dla mikroorganizmów, aby rozwijać się w apoplaście. Nawet jeśli istnieją apoplastyczne systemy odpornościowe, ale istnieją patogeny, które mają efektory, które mogą modulować odporność gospodarza lub tłumić reakcje odpornościowe, znane jako podatność wyzwalana przez efektory. Innym czynnikiem, który sprawia, że patogeny tak często kolonizują przestrzeń apoplastową, jest fakt, że kiedy wnikają do roślin z liści, pierwszym miejscem, z którym się stykają, jest właśnie przestrzeń apoplastowa. Dlatego apoplast jest popularnym interfejsem biotycznym, a także rezerwuarem dla mikrobów. Jedną z powszechnych chorób apoplastycznych występujących u roślin bez ograniczonego siedliska lub klimatu jest czarna zgnilizna, wywoływana przez gram-ujemne bakterie Xanthomonas campestris.

Bakterie entofityczne mogą powodować poważne problemy w rolnictwie w sposób hamujący wzrost roślin poprzez alkalizację apoplastu swoimi związkami lotnymi. W szczególności, rizobakterii stwierdzono, że jego głównym składnikiem lotnych są fitotoksyczne, jest on identyfikowany jako 2-fenyloetanol. 2-fenyloetanol może wpływać na regulację WRKY18, który jest czynnikiem transkrypcyjnym angażującym wiele hormonów roślinnych, jednym z nich jest hormon kwas abscysynowy (ABA). 2-fenletanol moduluje wrażliwość na ABA poprzez WRKY18 i WRKY40, ale WRKY18 jest centralnym mediatorem szlaku wyzwalania śmierci komórki i modulacji wrażliwości na ABA pod wpływem 2-fenletanolu. Powoduje to zahamowanie wzrostu korzeni, a rośliny nie mają możliwości wzrostu bez pobierania przez korzenie składników pokarmowych z gleby.

Jednakże, kolonizacja mikrobiologiczna w apoplaście nie zawsze jest szkodliwa dla roślin, wręcz może być korzystna dla ustanowienia symbiotycznej relacji z gospodarzem. Jednym z przykładów jest endofityczne i filosferyczne mikroby mogą pośrednio promować wzrost roślin i chronić rośliny przed innymi patogenami poprzez indukowanie szlaków sygnałowych kwasu salicylowego (SA) i kwasu jasmonowego (JA), a oba są częściami patogenów związanych z molekularnymi wzorcami wyzwalanymi odporności (PTI). Produkcji SA i JA hormonów również modulować ABA sygnalizacji być składniki na ekspresję genów obrony, i istnieje wiele więcej odpowiedzi z udziałem innych hormonów, aby odpowiedzieć na różne biotyczne i abiotyczne stresu. W eksperymencie przeprowadzonym przez Romero et al., zaszczepili oni znane bakterie entofityczne, Xanthomonas do Canola, rośliny, która rośnie w wielu siedliskach, i stwierdzono, że jej płyny apopalstyczne są w 99% identyczne z inną bakterią, Pseudomonas viridiflava, wykonując sekwencje 16S rRNA z Genebank i szczepów referencyjnych. Następnie użyto markerów czynnika transkrypcyjnego reagującego na SA i innych specyficznych genów, takich jak lipooksygenaza 3, jako genów znacznikowych dla sygnalizacji JA i sygnalizacji ABA w celu przeprowadzenia ilościowego PCR z odwrotną transkrypcją. Wykazano, że Xanthomonas aktywuje tylko powiązany gen szlaku SA, dla porównania Pseudomonas viridiflava jest w stanie uruchomić geny zarówno szlaku SA jak i JA, co sugeruje, że Pseudomonas viridiflava pierwotnie w Canola może stymulować PTI poprzez akumulację obu szlaków sygnalizacyjnych w celu zahamowania wzrostu Xanthomonas. Podsumowując, apoplast odgrywa kluczową rolę w roślinach, angażując się we wszelkiego rodzaju regulacje hormonalne i transport składników odżywczych, więc gdy już zostanie skolonizowany, nie można lekceważyć efektu, jaki przynosi.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.