Apoplast

Det är välkänt att apoplasten i växternas vävnader innehåller rika mineralnäringsämnen, och det blir den viktigaste faktorn för mikroorganismer att trivas i apoplasten. Även om det finns apoplastiska immunitetssystem, men det finns patogener som har effektorer som kan modulera värdens immunitet eller undertrycka immunitetsreaktionerna, vilket kallas effektorutlöst känslighet. En annan orsak till att patogener koloniserar det apoplastiska utrymmet så ofta är att när de kommer in i växterna från bladen är det första stället de möter det apoplastiska utrymmet. Därför är apoplasten ett populärt biotiskt gränssnitt och även en reservoar för mikrober. En av de vanliga apoplastiska sjukdomarna som förekommer hos växter utan begränsad livsmiljö eller klimat är svartröta, som orsakas av den gramnegativa bakterien Xanthomonas campestris.

Entofytiska bakterier kan orsaka allvarliga problem inom jordbruket på ett sätt som hämmar växttillväxten genom att alkalisera apoplasten med sina flyktiga ämnen. Särskilt rhizobakterier har visat sig vara fytotoxiska i sin huvudkomponent av flyktiga ämnen, som identifieras som 2-fenyletanol. 2-fenyletanol kan påverka regleringen av WRKY18, som är en transkriptionsfaktor som är engagerad i flera växthormoner, varav en är abscisinsyrahormonet (ABA). 2-fenyletanol modulerar ABA-känsligheten genom WRKY18 och WRKY40, men WRKY18 är den centrala medlaren i den väg som utlöser celldöd och modulering av ABA-känslighet som påverkas av 2-fenyletanol. Därför leder det till att rottillväxten hämmas, och växterna har ingen förmåga att växa utan att rötterna absorberar näringsämnen i jordarna.

Däremot är den mikrobiella kolonisationen i apoplasten inte alltid skadlig för växterna, ja, den kan till och med vara fördelaktig för att etablera ett symbiotiskt förhållande med värden. Ett av exemplen är de endofytiska och fylosfäriska mikroberna kan indirekt främja växttillväxten och skydda växten från andra patogener genom att inducera salicylsyra (SA)- och jasmonsyra (JA)-signalvägar, och de är båda delar av den patogenassocierade molekylära mönstren utlösta immunitet (PTI). Produktionen av SA- och JA-hormoner modulerar också ABA-signalerna som komponenter i försvarets genuttryck, och det finns många fler reaktioner med inblandning av andra hormoner för att reagera på olika biotiska och abiotiska påfrestningar. I det experiment som utfördes av Romero et al. inokulerade de den kända entofytiska bakterien Xanthomonas i raps, en växt som växer i flera olika livsmiljöer, och man fann dess apopalstiska vätskor som till 99 % är identiska med en annan bakterie, Pseudomonas viridiflava, genom att utföra 16S rRNA-sekvenser med Genebank och referensstammar. De använde vidare markörerna på den SA-responsiva transkriptionsfaktorn och andra specifika gener som lipoxygenas 3 som markörgener för JA-signalering och ABA-signalering för att utföra kvantitativ PCR med omvänd transkription. Det har visat sig att Xanthomonas endast aktiverar den relaterade genen för SA-vägen, medan Pseudomonas viridiflava kan aktivera generna för både SA- och JA-vägen, vilket tyder på att Pseudomonas viridiflava, som ursprungligen odlades i raps, kan stimulera PTI genom att ackumulera båda signalvägarna för att hämma tillväxten av Xanthomonas. Sammanfattningsvis fungerar apoplasten som en avgörande roll i växter, som involveras i alla typer av regleringar av hormon och transport av näringsämnen, så när den väl har koloniserats kan man inte försumma den effekt som den medför.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.