این مطالعه مکانیسم‌های جدیدی را نشان می‌دهد که ایمنی گیاه را در برابر بیماری‌های اصلی ریشه ایجاد می‌کند

محققان به سرپرستی CHEN Yuhang و ZHOU Jianmin از مؤسسه ژنتیک و زیست‌شناسی تکاملی آکادمی علوم چین نشان داده‌اند که چگونه گیاهان در برابر چاقو، یک بیماری ریشه‌ای اصلی که بهره‌وری محصولات براسیکا مانند کلزا را تهدید می‌کند، مقاومت می‌کنند.

این مطالعه که مکانیسم‌های جدیدی را در زمینه ایمنی گیاه نشان می‌دهد و مسیر جدیدی را برای اصلاح محصولات نوید می‌دهد، در سال ۲۰۱۹ منتشر شد. سلول.

کلاب روت، یک بیماری منتقله از خاک، ویرانگرترین بیماری محصولات براسیکا است. در چین، تقریباً 3.2-4 میلیون hm² زمین‌های کشاورزی هر ساله تحت تأثیر ریشه‌های چاقویی قرار می‌گیرند که منجر به کاهش 20 تا 30 درصدی محصول می‌شود. هاگ های استراحت از Plasmodiophora brassicae (سرب)، عامل بیماریزای ریشه کلابی، تا 20 سال در خاک زنده هستند و خاک آلوده را برای محصولات براسیکا نامناسب می کند.

تا به امروز، تنها دو ژن مقاومت به ریشه کلابی شبیه‌سازی شده‌اند، و مقاومت آن‌ها در نتیجه بیماری‌های جدید تکامل‌یافته شکسته شده است. سرب جدا می کند.

در این مطالعه، ژن مقاومت به تازگی شناسایی شده است WTS به همه مقاومت می کند سرب جدایه‌های آزمایش‌شده، از جمله جدایه‌هایی که نسبت به گونه‌های مقاوم موجود در کلزا حساس هستند. بدین ترتیب، WTS یک ژن مقاومت با طیف وسیع است و پتانسیل زیادی برای اصلاح مقاومت در برابر بیماری چاقوی در محصولات ارائه می دهد.

WTS در غیاب پاتوژن بیان نمی شود. با این حال، بر سرب عفونت، WTS به شدت منحصراً در pericycle القا می شود، یک لایه مهم از سلول های ریشه اطراف استل. استل بخش آوندی مرکزی استوانه‌ای ریشه است که حاوی بافت‌های حیاتی از جمله آوند چوبی و آوند آوند است که برای انتقال مواد مغذی و آب ضروری هستند.

در گیاهان حساس، سرب به استل حمله می کند و آن را مستعمره می کند و مانع انتقال مواد مغذی و آب می شود. بیان WTS در پری سیکل سیستم دفاعی گیاه را فعال کرده و از آن جلوگیری می کند سرب از استعمار ستون WTS بنابراین یک مکانیسم دفاعی را تعریف می کند که به طور خاص در مکان و زمان مناسب فعال می شود تا رشد و نمو طبیعی گیاه را تضمین کند.

علاوه بر این، WTS یک پروتئین جدید را کد می کند. تجزیه و تحلیل ساختاری توسط cryo-EM نشان داده است که WTS خود به یک معماری پنتامری ناشناخته قبلی با منافذ مرکزی متصل می‌شود.

مطالعات بیشتر همچنین نشان داده است که کمپلکس پروتئین WTS به عنوان یک کانال آزادسازی کلسیم موضعی در شبکه آندوپلاسمی عمل می‌کند که یون‌های کلسیم سیتوزولی را افزایش می‌دهد، یک سیگنال ثانویه حیاتی برای فعال‌سازی دفاع گیاه.

مکانیسم‌های جالب مقاومت در برابر بیماری که توسط محققان کشف شد، الگوی جدیدی در ایمنی گیاه در برابر پاتوژن‌های موجود در خاک است. شبیه سازی شده WTS ژن امید جدیدی برای پرورش محصولات Brassica مقاوم در برابر یک بیماری ویرانگر است که کنترل آن دشوار است.