Rastliny sa bránia: Elektrické signály ako tajná zbraň proti chorobám!

Rastliny sa bránia: Elektrické signály ako tajná zbraň proti chorobám!

10. marca 2025 vedci z Univerzity v Münsteri pod vedením Prof. Dr. Gunduly Noll a Dr. Alexandry Furch z Univerzity v Jene prezentujú vzrušujúce zistenia o imunitnej odpovedi rastlín. To predstavuje prirodzený ochranný mechanizmus, ktorý funguje analogicky ako imunitná odpoveď u zvierat, ale funguje prostredníctvom rôznych mechanizmov. Rastliny používajú elektrické signály na obranu proti patogénom a nemajú cirkulujúci imunitný systém ako zvieratá.

Súčasný výskum sa zameriava na to, ako sa rastliny vyrovnávajú s rôznymi patogénmi. Keď je detekovaný útočník, bunky vyšlú chemické a elektrické poplašné signály, ktoré sa šíria cez floém, ktorý je normálne zodpovedný za transport živín. Rastliny aktivujú svoje obranné mechanizmy bez toho, aby sa u nich objavila horúčka, čo podčiarkuje odlišnosť od imunitných reakcií zvierat.

Mechanizmy imunitnej odpovede rastlín

Mechanizmy obrany rastlín možno rozdeliť do dvoch hlavných kategórií: imunita na rozpoznávanie vzorov a imunita na rozpoznávanie efektorov. Prvý z nich rozpoznáva mikrobiálne molekuly prostredníctvom špecializovaných receptorov v bunkovej membráne, zatiaľ čo druhý sa zameriava na efektorové molekuly, ktoré môžu patogény použiť na potlačenie imunitnej odpovede.

Ústredným aspektom imunitnej odpovede rastlín je tvorba elektrických impulzov, ktoré sú spúšťané iónovými kanálmi v bunkovej membráne. Tieto aktivujú reťazové reakcie, ktoré vytvárajú elektrické vlny, ktoré potom aktivujú chemické signály, ako sú ióny vápnika a reaktívne zlúčeniny kyslíka. Mechanizmus bol demonštrovaný u rastlinných druhov, ako je žerucha thale a bôb obyčajný, čo naznačuje evolučnú platnosť tejto reakcie.

Okrem toho, SEOR proteíny vo floéme hrajú úlohu v imunitnej odpovedi. Je zaujímavé, že výskum ukazuje, že rastliny vykazujú systémovo zvýšenú odolnosť po infekcii súvisiacej s patogénom, dokonca aj v neinfikovaných oblastiach. Táto zvýšená odolnosť je podporovaná syntézou kyseliny salicylovej, ktorá produkuje lipid, ktorý je transportovaný cez floém.

Pochopenie týchto procesov je kľúčové pre udržateľnú ochranu plodín. Cieľom je vyvinúť odrody rastlín, ktoré sa dokážu brániť novým patogénom. Výskumníci zdôrazňujú, že mechanizmy imunitnej odpovede rastlín sú rôznorodé a zložité, čím sa kladú základy pre budúce aplikácie v poľnohospodárstve.

Zistenia by mohli viesť k vývoju nových technológií na manipuláciu imunitných reakcií rastlín s cieľom zvýšiť odolnosť plodín. Pôvodná publikácia štúdie sa objavila v časopiseVedecké pokroky.

Podrobné informácie o imunitnej odpovedi rastlín a jej mechanizmoch nájdete na Wikipedia a Výskum rastlín.