Дослідники з Нагойського університету показали, як імунітет рослин реагує на дощ, щоб захиститися від потенційно небезпечних речовин і бактерій. Дослідження опубліковано в журналі Nature Communications.
Група дослідників під керівництвом професора Ясуомі Тада і доцента Мікі Номото з Нагойського університету показала, що рослини сприймають дощ, як фактор ризику. Вчені показали, що під впливом води в листі рослин збільшується вміст іонів кальцію (Ca 2+), який пригнічує природні імуносупресори і, як наслідок, активує гени імунітету.
У рослин, як і у тварин, є власна імунна система. Коли рослини виявляють патогени, вони активують імунні гени, щоб запобігти зараженню. Краплі дощу містять патогенні мікроорганізми, в тому числі бактерії, цвілеві гриби і віруси. Вчені досліджували, яким чином імунітет захищається від цих загроз.
Біологи вивчали саджанці квітки різушка Таля (Arabidopsis thaliana). Дослідники секвенували РНК цієї рослини, щоб зрозуміти, які гени експресуються під впливом дощу. Вони виявили, що кілька основних генів, пов’язаних з імунітетом, активуються у відповідь на краплі і що ці гени регулюються імуносупресорами САМТА (при активності генів САМТА експресія імунних генів блокується).
Дослідники відзначають, що САМТА контролюється іонами кальцію. Щоб перевірити активність Ca 2 + біологи ввели в листя рослини ген GCaMP3, який викликає флуоресценцію при взаємодії з кальцієм. Результати експерименту показали, що, коли на листя потрапляла вода, навколо трихом, крихітних волосків на поверхні листа, зростав рівень Ca 2+.
Як вважають дослідники, результати їх експериментів показали, що механічний вплив крапель води на трихоми викликає збільшення в клітинах листа іонів кальцію і, як наслідок, активує імунітет для боротьби з потенційними патогенами.
“Наші результати показують, що ми можемо штучно покращувати захисні здібності рослин проти хвороб в будь-який час і на будь-який період часу. Використовуючи цю технологію, ми могли б активувати імунні реакції сільськогосподарських культур, що вирощуються в складних умовах”, – говорить професор Тада.