Rastline v navzkrižnem ognju: Dušik povečuje dovzetnost za bolezni!

Rastline v navzkrižnem ognju: Dušik povečuje dovzetnost za bolezni!

V sodobnem kmetijstvu se pogosto razpravlja o uporabi gnojil, zlasti o učinkih prekomerne uporabe dušika. Raziskovalci na Tehnična univerza v Münchnu (TUM) so ugotovili, da visoke ravni dušika v rastlinah ne vplivajo samo na njihovo rast, ampak tudi na njihovo zdravje. Ključna ugotovitev njihovih študij kaže, da povečana oskrba z dušikom naredi rastline bolj dovzetne za nekatere bolezni.

Raziskovalci TUM so identificirali majhen protein, znan kot C-terminalno kodirani peptidi (CEP), ki igra ključno vlogo pri imunski obrambi rastlin. Ralph Hückelhoven, profesor fitopatologije, pojasnjuje, da visoka vsebnost dušika omejuje imunsko obrambo rastlin. Bistveno je, da ko so koncentracije dušika visoke, rastline proizvajajo manj CEP ali celo izgubijo senzorje za te hormone, zaradi česar so bolj dovzetne za bakterijske okužbe.

Vloga C-terminalno kodiranih peptidov

CEP so rastlinski peptidni hormoni, ki delujejo kot prenašalci sporočil in pomagajo pri uravnavanju imunskih odzivov. Študije kažejo, da rastline proizvedejo več peptidnih hormonov, ko jih napadejo bakterije. Raziskovalci so postavili testne rastline s patogenimi bakterijami roduPseudomonasin opazili, da visoke koncentracije dušika negativno vplivajo na signalno pot CEP. Ti rezultati kažejo, da bi lahko zmerna uporaba dušika v kmetijstvu pripomogla k pridelavi pridelkov, ki so bolj odporni na bolezni.

Poleg tega ugotovitve kažejo, da ima uporaba receptorskih kinaz (RK) v rastlinah osrednjo vlogo pri nadzoru rasti, razvoja in imunosti. RK delujejo kot receptorji za prepoznavanje vzorcev, ki lahko zaznajo molekularne vzorce, povezane z mikrobi, in tako aktivirajo z vzorcem aktivirano imunost (PTI), kot je na primer opaženo pri Arabidopsis thaliana.

Oskrba s hranili in imunost v interakciji

Poleg tega raziskave kažejo, da zmanjšana razpoložljivost dušika izboljša aktivacijo določenih imunskih poti in tako poveča odpornost bakterij. Raziskave so potrdile, da je izražanje CEP4, specifičnega CEP, znižano z zdravljenjem z bakterijskimi flagelini, kar kaže na zapleten regulativni mehanizem, ki povezuje sinhronizacijo hranil in imunost.

Te povezave med gnojenjem in zdravjem rastlin ne osvetljujejo le mehanizmov odpornosti proti boleznim, ampak tudi širijo naše razumevanje imunskih odzivov rastlin. CEP igrajo ključno vlogo v signalnih poteh, ki nadzorujejo odziv rastlin na razpoložljivost hranil in patogene dražljaje. V prihodnosti bi lahko bilo to znanje ključnega pomena za razvoj trajnostnih načinov kmetovanja, ki povečujejo donos in zmanjšujejo dovzetnost rastlin za bolezni.