Гомеостаз растений и микробов: тонкий баланс

25.05.2021, 6:28, Разное
  Подписаться на Telegram-канал
  Подписаться в Google News
  Поддержать в Patreon

Растения, выращиваемые в почве, заселяются различными микробами, известными под общим названием микробиота растений, которая необходима для оптимального роста растений в природе и защищает растение-хозяин от вредного воздействия патогенных микроорганизмов и насекомых. Однако перед лицом развитой иммунной системы растений, которая эволюционировала, чтобы распознавать микробные ассоциированные молекулярные структуры (MAMP) — консервативные молекулы в пределах класса микробов — и вызывать иммунный ответ, неизвестно, как обитающие в почве микробы способны колонизировать корни растений. Теперь исследователи MPIPZ во главе с Полом Шульце-Леферт и исследователи из Университета Каролины во главе с Джеффри Л. Данглом показывают в двух отдельных исследованиях, что подмножество комменсальных бактерий способно подавлять часть иммунной системы растений и колонизировать корни растений, когда присутствуют как иммунодепрессивные, так и не подавляющие бактерии, в контексте микробного сообщества.

У растений сформировалась врожденная иммунная система для защиты от патогенов, включая распознавание MAMP микробного происхождения рецепторами распознавания образов (PRR), которые находятся на поверхности растительных клеток. Распознавание MAMP с помощью PRR приводит к MAMP-запускаемому иммунитету (MTI), что приводит к ограничению пролиферации патогенов. Однако, если его не остановить, хронический ИМТ может также привести к торможению роста растений — феномену, известному как компромисс между защитой и ростом растений. Патогены выработали различные механизмы подавления MTI, свойство, которое, к удивлению, также было обнаружено в подгруппе невредных комменсальных бактерий корневой микробиоты. Эти бактерии были названы «иммунодепрессивными» микробами, в отличие от «неподавляющих» комменсальных микробов, которые не могут подавить MTI. Теперь выяснилось, что присутствие иммунодепрессивных микробов в микробиоте растений может подавлять часть иммунного ответа хозяина, одновременно способствуя колонизации условно-патогенных микроорганизмов — инфекционных микроорганизмов, которые обычно безвредны для своего хозяина, но при благоприятных условиях могут вызывать заболевание. возникают условия.

Чтобы сначала оценить способность комменсальных бактерий корней растений вмешиваться в связанное с защитой ингибирование роста корней (RGI), первый автор Ка-Вай Ма и его коллеги использовали систематический сбор бактериальных штаммов, выделенных из корней Arabidopsis thaliana. Авторы продемонстрировали, что после трех недель совместного культивирования бактерий с Arabidopsis thaliana в присутствии flg22 — одной из наиболее изученных молекул, полученных из микробов, которые, как известно, вызывают иммунные реакции растений — 41% штаммов бактерий в коллекции были способен мешать RGI. Эта способность, по-видимому, не была специфичной для определенного типа бактерий в микробиоме растений, поскольку она была обнаружена во всем спектре бактерий, связанных с микробиотой растений, включая Actinobacteria, Proteobacteria, Bacteroidetes и Firmicutes.

Затем исследователи изучили влияние синтетических сообществ (SynComs), состоящих исключительно из иммуносупрессивных или не подавляющих бактерий, на растения-хозяева, оценивая запускаемые flg22 RGI и экспрессию генов, а также реакцию самих SynComs как результат растительной активности. стимуляция иммунного ответа с помощью flg22. Интересно то, что они обнаружили, что, хотя SynComs, состоящие исключительно из иммунодепрессивных бактерий, препятствуют RGI, SynComs, состоящие из неподавляющих бактерий, этого не делают. Затем ученые продемонстрировали, что активация иммунного ответа растения-хозяина с помощью flg22 изменяет состав корневой микробиоты у растений, колонизированных не супрессивными SynComs, — открытие, которое не наблюдалось в корневой микробиоте, состоящей из иммунодепрессивных бактерий или их смеси. Кроме того, анализ растений, колонизируемых исключительно иммуносупрессивными SynComs, привел к изменению экспрессии генов в организме хозяина, в частности, к подавлению субпопуляции иммуно-связанных генов и повышенной чувствительности к тестируемым условно-патогенным микроорганизмам растений. Взятые вместе, эти результаты показывают, что подавляющие и не подавляющие бактериальные комменсалы по-разному модулируют реакцию хозяина, в первую очередь, стимулируя или препятствуя ответам MTI, и что для поддержания гомеостаза растений необходимо достичь баланса между двумя типами бактериальных штаммов. .

Выводы авторов убедительно свидетельствуют о том, что для достижения здорового баланса между ростом растений и защитой растений и, следовательно, для поддержания гомеостаза микробов и растений микробиота корней растений должна содержать в сбалансированных пропорциях как иммуносупрессивные, так и не подавляющие штаммы бактерий. Наличие слишком большого количества или недостатка любого типа бактерий в микробиоте растений может быть вредным для растений, поскольку это может привести к повышенной восприимчивости к болезням и плохому росту растений. По словам первого автора Ка-Вай Ма: «Хотя известно, что растения имеют тесную связь со своей микробиотой, удивительно, но у нас до сих пор нет полного понимания их влияния на иммунную систему растений. Это исследование служит хорошим примером того, как насколько важна сбалансированная микробиота для изменения интересующих свойств растений. С точки зрения трансляции, эти открытия имеют потенциал, если можно манипулировать микробиотой таким образом, чтобы склонить баланс в пользу растений ».


Смотреть комментарииКомментариев нет


Добавить комментарий

Имя обязательно

Нажимая на кнопку "Отправить", я соглашаюсь c политикой обработки персональных данных. Комментарий c активными интернет-ссылками (http / www) автоматически помечается как spam

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

18.11.20 / Об Амаль и не только: Джордж Клуни дал интервью вместе с сыном Александром

26.05.21 / Светлана Ходченкова сыграет Анну Каренину в первом российском сериале для Netflix

12.09.20 / Аналитический отчет по России, 31 августа – 8 сентября, 2020

30.12.20 / Мнение: Почему гимн СССР – лучший для России

20.06.22 / “Неприятно смотреть”: стоящего одной ногой в могиле Басилашвили выставили на потеху публике

12.01.22 / Названы симптомы высокого тестостерона

19.11.21 / Жители ДНР обратились в международные инстанции с просьбой расследовать преступления Киева

01.11.21 / Вместо асфальта — эко-опилки, дома из природных материалов и никакого электричества. Как живёт первая в Бельгии эко-деревня

11.07.22 / Кто сказал, что дамы за 50 не могут выглядеть стильно и элегантно? Трендовые стрижки для женщин в очках

22.06.21 / Масла для волос и “голодные вечера”: бьюти-секреты 30-летней певицы Нюши

Политика конфиденциальности - GDPR

Карта сайта →

По вопросам информационного сотрудничества, размещения рекламы и публикации объявлений пишите на адрес: [email protected]

Поддержать проект:

ЮMoney - 410011013132383
WebMoney – Z399334682366, E296477880853, X100503068090

18+ © 2002-2021 РЫБИНСКonLine: Все, что Вы хотели знать...

Яндекс.Метрика