ZNAJDŹ ARTYKUŁ

Volume: 
Issue: 
1
Date of issue: 

Rośliny w toku ewolucji wykształciły zróżnicowane mechanizmy działające na poziomie lokalnym i systemicznym, które mają na celu przystosowanie ich do życia w danym środowisku. Jednym z tych mechanizmów jest szeroko pojęty system obronny rośliny skierowany przeciwko oddziaływaniom czynników biotycznych, do których zaliczyć należy między innymi atak patogenów. Pierwszą linię obrony rośliny przed atakiem patogenów stanowi tzw. odporność konstytutywna strukturalna,
uwarunkowana budową anatomiczną rośliny oraz odporność konstytutywna chemiczna obejmująca niekorzystny wpływ wydzielanych przez rośliny metabolitów wtórnych bezpośrednio na patogeny. Główną rolę w obronie konstytutywnej strukturalnej odgrywa epiderma i peryderma. Epiderma charakteryzuje się obecnością warstwy kutyny i wosków oraz możliwością występowania na jej powierzchni włosków lub kolców, w korzeniach za włośników. Ważną barierą strukturalną jest również sama ściana komórkowa. Przerwanie ciągłości epidermy w wyniku zranienia i obecność naturalnych otworów (aparaty szparkowe, przetchlinki i hydatody), które są potencjalnymi miejscami ataku patogena, powoduje pokonanie przez niego pierwszej linii obrony rośliny. Drugą linię obrony stanowi odporność systemiczna, do której zalicza się nabytą odporność systemiczną SAR (ang. Systemic Acquired Resistance) i indukowaną odporność systemiczną ISR (ang. Induced Systemic Resistance). Indukowana odpornoć systemiczna jest badana pod względem mechanizmu jej powstawania i szlaków sygnałowych zaangażowanych w przewodzenie sygnału ISR do innych tkanek i organów rośliny, ale przede wszystkim ze względu na możliwość poprawy jakości i iloci plonów oraz wykorzystania w ochronie roślin przeciwko patogenom. Powszechne wykorzystanie tego zjawiska w uprawie roślin mogłoby przyczynić się w znaczący sposób przynajmniej do obniżenia iloci stosowanych w rolnictwie środków ochrony roślin. Najliczniejszą grupę patogenów roślin stanowią patogeny grzybowe, głównie grzyby nekrotroficzne, do których zalicza się między innymi gronowca szarego (Botrytis cinerea), Fusarium oxysporum oraz grzyby z rodzaju Alternaria, a także lęgniowca Phytophthora infestans. Porażenie przez B. cinerea powoduje u wielu gatunków roślin szarą pleń, zgorzel siewek i zamieranie pędów u podstawy łodygi od roślin doniczkowych i ogrodowych do drzewostanów iglastych i liściastych. Grzyby z rodzaju Alternaria wywołują alternariozę ziemniaka lub pomidora, zgorzel siewek pomidora oraz czarną zgniliznę owoców, a także są przyczyną czerni krzyżowych. Więdnięcie fuzaryjne wywoływane jest przez F. oxysporum, a najgroźniejsza choroba ziemniaków i pomidorów zaraza ziemniaka wywoływana jest przez P. infestans. Grzyby nekrotroficzne porażając tkanki, doprowadzają do śmierci komórek gospodarza. Podczas penetracji tkanek gospodarza grzyby nekrotroficzne wydzielają specyficzne enzymy i mykotoksyny, których działanie prowadzi do śmierci komórek gospodarza i umożliwia odżywianie się jego martwą tkanką. Choroby roślin wywoływane przez wymienione grzyby nekrotroficzne, często przyjmujące rozmiary epidemii prowadzącej do całkowitego zniszczenia plantacji, powodują znaczące straty w rolnictwie, a zwłaszcza w ogrodnictwie. Obecnie, ochrona roślin przed infekcją grzybami nekrotroficznymi opiera się na przestrzeganiu zaleceń agrotechnicznych w zakresie rodzaju gleby, terminu wysiewu roślin, stosowania nawozów i ochrony chemicznej. Na początku lat 90. ubiegłego stulecia wykazano, że zaszczepienie ryzosfery ogórka bakteriami z rodzaju Pseudomonas powoduje wytworzenie indukowanej odporności systemicznej, między innymi przeciwko grzybowi Colletotrichum orbiculare powodującemu antraknozę ogórka. Dalsze badania wykazały, że ten rodzaj odporności jest indukowany przez ryzobakterie promujące wzrost roślin PGPR (ang. Plant Growth-Promoting Rhizobacteria). Bakterie z rodzajów Azospirillum, Herbaspirillum, Enterobacter, Acetobacter, Azotobater i Pseudomonas, które kolonizując korzenie roślin promują ich wzrost, przyczyniają się do ryzoremediacji i użyźniania gleby, a bakterie z rodzajów Bacillus, Pseudomonas i Serattia ograniczają choroby infekcyjne i wywoływane przez roślinożerne owady. W artykule przestawiono molekularny mechanizm powstawania indukowanej odporności systemicznej przeciwko nekrotroficznym patogenom grzybowym w świetle najnowszych wyników badań i przykłady indukcji ISR przez niepatogenne szczepy Pseudomonas należące do PGPR. Wybrane czynniki Pseudomonas odpowiedzialne za indukcję ISR podzielono na czynniki bezpośrednie i pośrednie. Do czynników bezpośrednich zaliczono konkurencję o żelazo i produkcję antybiotyków, a do bezpośrednich: bakteryjny lipopolisacharyd (LPS) oraz wydzielane przez szczepy Pseudomonas metabolity: massetolid A, pochodną N-alkilowanej benzylaminy NABA (ang. N-alkylated benzylamine) i lakton N-acylo-L-homoseryny (AHL).

Download the article: 

Redakcja
Andrzej ŁUKASZYK – przewodniczący, Szczepan BILIŃSKI,
Mieczysław CHORĄŻY, Włodzimierz KOROHODA,
Leszek KUŹNICKI, Lech WOJTCZAK

Adres redakcji:
Katedra i Zakład Histologii i Embriologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, ul. Święcickiego 6, 60-781 Poznań, tel. +48 61 8546453, fax. +48 61 8546440, email: mnowicki@ump.edu.pl

PBK Postępby biologi komórki