Er wordt gezegd dat 10 tot 15% van het verlies aan landbouwproductie in de wereld wordt veroorzaakt door ziekten. En aangezien 70-80% van deze plantenziekte wordt veroorzaakt door draadschimmels, is het beschermen van gewassen tegen draadschimmels een belangrijk punt bij het effectief voeden van de wereldbevolking. Om ervoor te zorgen dat pathogene schimmels planten kunnen infecteren, moeten ze door de epidermale cellen van de plant breken en het interieur binnendringen. Met andere woorden, epidermale cellen van planten fungeren als de eerste barrière om de aanval van pathogene schimmels in de omgeving te stoppen. Dus wat voor soort verdedigingsfuncties hebben epidermale cellen?
Interessant was dat het bekend was dat de epidermis van planten kleine chloroplasten bevat die niet zo betrokken zijn bij fotosynthese. Het was echter onduidelijk welke functie het had. Waarom zijn er kleine chloroplasten in de epidermis van planten die niet veel bijdragen aan de fotosynthese?
Assistent-professor Hiroki Irieda van de Faculteit Landbouw, Shinshu University en professor Yoshitaka Takano, Graduate School of Agriculture, Kyoto University, ontdekten dat kleine chloroplasten in de epidermis van planten de binnenkomst van schimmelpathogenen regelen. Het duo ontdekte dat de kleine chloroplasten zich in de cel dramatisch verplaatsen naar de oppervlaktelaag als reactie op de schimmelaanval en is betrokken bij een dergelijke verdedigingsreactie.
In deze studie onderzocht het duo eerst op wat voor soort pathogene schimmels de epidermale chloroplasten reageren. Als gevolg hiervan ontdekten ze dat meerdere pathogene filamenteuze schimmels oppervlaktemigratie van epidermale chloroplasten veroorzaken. Interessant genoeg werd ook gevonden dat deze pathogene filamenteuze schimmels de zogenaamde 'niet-aangepaste' waren en werden geblokkeerd voor binnendringende epidermale cellen. Aan de andere kant is de kans groter dat een aangepaste pathogene schimmel de epidermis binnendringt in planten waarin de epidermale chloroplasten niet meer naar de oppervlaktelaag migreren.
Vervolgens slaagden ze erin plantaardige eiwitten te vinden die betrokken zijn bij de oppervlaktemigratie van epidermale chloroplasten. Toen een plant die dit eiwit overproduceert, werd gecreëerd door introductie van genoverdracht, verplaatsten epidermale chloroplasten zich niet naar de oppervlaktelaag tegen pathogene filamenteuze schimmels. In deze transgene plant is de immuniteit tegen de epidermale invasie van pathogene filamenteuze schimmels verminderd. Er werd ook gevonden dat pathogene schimmels eerder de epidermis binnendringen in planten waarin de epidermale chloroplasten niet meer naar de oppervlaktelaag migreren. Deze resultaten geven aan dat de migratie van epidermale chloroplasten naar de oppervlaktelaag betrokken is bij de afweerreactie die de invasie van pathogene schimmels blokkeert.
Lees het volledige artikel op www.phys.org.