Növények kereszttűzben: A nitrogén növeli a betegségekre való hajlamot!

Növények kereszttűzben: A nitrogén növeli a betegségekre való hajlamot!

A modern mezőgazdaságban gyakran szóba kerül a műtrágyahasználat, különösen a túlzott nitrogénhasználat hatásai. A kutatók a Müncheni Műszaki Egyetem (TUM) azt találták, hogy a növények magas nitrogénszintje nemcsak a növekedésüket, hanem az egészségüket is befolyásolja. Vizsgálataik egyik kulcsfontosságú megállapítása azt mutatja, hogy a megnövekedett nitrogénellátás miatt a növények érzékenyebbek bizonyos betegségekre.

A TUM kutatói egy C-terminálisan kódolt peptidek (CEP) néven ismert kis fehérjét azonosítottak, amely döntő szerepet játszik a növényi immunvédelemben. Ralph Hückelhoven, a fitopatológia professzora elmagyarázza, hogy a magas nitrogéntartalom korlátozza a növények immunvédelmét. Lényeges, hogy amikor a nitrogénkoncentráció magas, a növények kevesebb CEP-t termelnek, vagy akár elveszítik ezeknek a hormonoknak az érzékelőit, így érzékenyebbek a bakteriális fertőzésekre.

A C-terminálisan kódolt peptidek szerepe

A CEP-ek növényi peptid hormonok, amelyek hírvivőként működnek, és segítenek szabályozni az immunválaszokat. A vizsgálatok azt mutatják, hogy a növények több peptid hormont termelnek, ha baktériumok támadják meg őket. A kutatók tesztnövényeket helyeztek el a nemzetséghez tartozó patogén baktériumokkalPseudomonasés megfigyelték, hogy a magas nitrogénkoncentráció negatívan befolyásolja a CEP-ek jelátviteli útvonalát. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a nitrogén mérsékelt alkalmazása a mezőgazdaságban elősegítheti a betegségekkel szemben ellenállóbb növények előállítását.

Ezenkívül az eredmények azt mutatják, hogy a receptorkinázok (RK-k) növényekben történő alkalmazása központi szerepet játszik a növekedés, a fejlődés és az immunitás szabályozásában. Az RK-k mintafelismerő receptorként működnek, amelyek képesek kimutatni a mikrobákkal kapcsolatos molekuláris mintákat, és ezáltal aktiválni a mintázat-aktivált immunitást (PTI), amint azt például az Arabidopsis thaliana esetében megfigyelték.

Tápanyagellátás és immunitás kölcsönhatásban

Ezenkívül a kutatások azt mutatják, hogy a csökkent nitrogén-hozzáférhetőség javítja bizonyos immunutak aktiválását, és ezáltal növeli a baktériumok rezisztenciáját. A kutatások megerősítették, hogy a CEP4, egy specifikus CEP expresszióját csökkenti a bakteriális flagellin-kezelés, ami egy komplex szabályozó mechanizmusra utal, amely összekapcsolja a tápanyagok szinkronizálását és az immunitást.

A műtrágyázás és a növényegészségügy közötti összefüggések nemcsak a betegségekkel szembeni ellenálló képesség mechanizmusaira világítanak rá, hanem a növényi immunválaszokkal kapcsolatos ismereteinket is bővítik. A CEP-ek kulcsszerepet játszanak a jelátviteli útvonalakban, amelyek szabályozzák a növények tápanyag-elérhetőségére és patogén ingerekre adott válaszát. A jövőben ezek az ismeretek kulcsfontosságúak lehetnek a fenntartható gazdálkodási módszerek kidolgozásában, amelyek növelik a hozamot és minimalizálják a növények betegségre való fogékonyságát.