Rastliny v krížovej paľbe: Dusík zvyšuje náchylnosť na choroby!

Rastliny v krížovej paľbe: Dusík zvyšuje náchylnosť na choroby!

V modernom poľnohospodárstve sa často diskutuje o používaní hnojív, najmä o účinkoch nadmerného používania dusíka. Výskumníci z Technická univerzita v Mníchove (TUM) zistili, že vysoké hladiny dusíka v rastlinách ovplyvňujú nielen ich rast, ale aj zdravie. Kľúčové zistenie ich štúdií ukazuje, že zvýšený prísun dusíka spôsobuje, že rastliny sú náchylnejšie na niektoré choroby.

Výskumníci TUM identifikovali malý proteín známy ako C-terminálne kódované peptidy (CEP), ktorý hrá kľúčovú úlohu v imunitnej obrane rastlín. Ralph Hückelhoven, profesor fytopatológie, vysvetľuje, že vysoký obsah dusíka obmedzuje imunitnú obranu rastlín. Rozhodujúce je, že keď sú koncentrácie dusíka vysoké, rastliny produkujú menej CEP alebo dokonca strácajú senzory pre tieto hormóny, čím sú náchylnejšie na bakteriálne infekcie.

Úloha C-koncovo kódovaných peptidov

CEP sú rastlinné peptidové hormóny, ktoré pôsobia ako poslovia a pomáhajú regulovať imunitné reakcie. Štúdie ukazujú, že rastliny produkujú viac peptidových hormónov, keď sú napadnuté baktériami. Vedci umiestnili testovacie rastliny s patogénnymi baktériami roduPseudomonasa pozorovali, že vysoké koncentrácie dusíka negatívne ovplyvňujú signálnu dráhu CEP. Tieto výsledky naznačujú, že mierna aplikácia dusíka v poľnohospodárstve by mohla pomôcť pri produkcii plodín odolnejších voči chorobám.

Okrem toho zistenia ukazujú, že použitie receptorových kináz (RK) v rastlinách hrá ústrednú úlohu pri kontrole rastu, vývoja a imunity. RK pôsobia ako receptory na rozpoznávanie vzorov, ktoré dokážu detegovať molekulárne vzorce spojené s mikróbmi, a tak aktivovať imunitu aktivovanú vzorom (PTI), ako je pozorované napríklad u Arabidopsis thaliana.

Dodávka živín a imunita v interakcii

Okrem toho výskum ukazuje, že znížená dostupnosť dusíka zlepšuje aktiváciu určitých imunitných dráh a tým zvyšuje odolnosť baktérií. Výskum potvrdil, že expresia CEP4, špecifického CEP, je downregulovaná liečbou bakteriálnym bičíkom, čo naznačuje zložitý regulačný mechanizmus spájajúci synchronizáciu živín a imunitu.

Tieto súvislosti medzi hnojením a zdravím rastlín nielen objasňujú mechanizmy odolnosti voči chorobám, ale tiež rozširujú naše chápanie imunitných reakcií rastlín. CEP hrajú kľúčovú úlohu v signálnych dráhach, ktoré riadia reakciu rastlín na dostupnosť živín a patogénne stimuly. V budúcnosti by tieto poznatky mohli byť kľúčové pre vývoj udržateľných metód hospodárenia, ktoré zvyšujú výnosy a zároveň minimalizujú náchylnosť rastlín na choroby.