Rečeno je da je 10 do 15% svjetskog gubitka poljoprivredne proizvodnje uzrokovano bolestima. A budući da je 70-80% ove bolesti biljaka uzrokovano filamentoznim gljivama, zaštita usjeva od filamentoznih gljiva važno je pitanje u učinkovitoj prehrani svjetske populacije. Da bi patogene gljive zarazile biljke, moraju probiti epidermalne stanice biljke i ući u unutrašnjost. Drugim riječima, biljne epidermalne stanice djeluju kao prva barijera za zaustavljanje napada patogenih gljivica u okolišu. Dakle, kakve obrambene funkcije imaju epidermalne stanice?
Zanimljivo je da je poznato da epiderma biljaka sadrži male kloroplaste koji nisu toliko uključeni u fotosintezu. Međutim, nije bilo jasno koju je funkciju imao. Zašto postoje mali kloroplasti u epidermisu biljaka koji ne doprinose mnogo fotosintezi?
Docent Hiroki Irieda s Poljoprivrednog fakulteta Sveučilišta Shinshu i profesor Yoshitaka Takano s Fakulteta poljoprivrede Sveučilišta Kyoto otkrili su da mali kloroplasti u epidermisu biljaka kontroliraju ulazak gljivičnih patogena. Dvojac je otkrio da se mali kloroplasti unutar stanice dramatično kreću prema površinskom sloju kao odgovor na napad gljivica i uključeni su u takav obrambeni odgovor.
U ovoj studiji, dvojac je prvo istražio na kakve patogene gljivice reagiraju epidermalni kloroplasti. Kao rezultat toga, otkrili su da višestruke patogene filamentozne gljive uzrokuju površinsku migraciju epidermalnih kloroplasta. Zanimljivo, također je otkriveno da su te patogene filamentozne gljive bile takozvane 'neprilagođene' i da su bile blokirane od napada na epidermalne stanice. S druge strane, prilagođena patogena gljiva vjerojatnije je da će invaziju epidermisa u biljkama u kojima su epidermalni kloroplasti prestali migrirati u površinski sloj.
Zatim su uspjeli pronaći biljne proteine uključene u površinsku migraciju epidermalnih kloroplasta. Kada je uvođenjem prijenosa gena stvorena biljka koja prekomjerno proizvodi ovaj protein, epidermalni kloroplasti nisu prešli u površinski sloj protiv patogenih filamentoznih gljiva. Kod ove transgene biljke smanjena je otpornost na epidermalnu invaziju patogenih filamentoznih gljiva. Također je utvrđeno da je vjerojatnije da će patogene gljive napasti epidermis kod biljaka u kojih su epidermalni kloroplasti prestali migrirati u površinski sloj. Ovi rezultati pokazuju da je migracija epidermalnih kloroplasta u površinski sloj uključena u obrambenu reakciju koja blokira invaziju patogenih gljivica.
Kompletni članak pročitajte na www.phys.org.