Véletlen felfedezést tettek az SZTE kutatói a növények védekezésével kapcsolatban

Olyan ez, mint egy várfal a város körül. Gyorsan be kell csukni a kapukat, hogy ne jusson be több patogén – mondta Dr. Poór Péter egyetemi docens, a Növényi Stresszfiziológiai és Fotoszintézis Kutatócsoport vezetője a sztóma bezáródásáról.

Ez a gyors növényi reakció 2010 óta jól ismert volt: a patogén felszínén lévő fehérje érzékelésekor a növényben etilén, egy gázhalmazállapotú stresszhormon keletkezik, különböző jelátviteli folyamatok hatására pedig már egy órán belül bezáródnak a növények pórusai a betolakodók előtt. Ezek a növényi pórusok egyébként más hatásra, például vízhiányra, sötétre is gyorsan záródással válaszolnak.

Mivel napszakfüggő, hogyan reagál a növény hormonálisan egy-egy ilyen behatásra, az SZTE Biológia Intézet kutatói délután is megvizsgálták a növényi reakciót: ekkor vették észre, hogy hat órával a kezelés után egy másik hormon és annak jelátvitele is bekapcsol, a jázmonsav és a defenzint kódoló gén expressziója.

Egyes kutatók már leírták a jázmonsav és a defenzin jelenlétét, de csak mint markereket; hogy miért, és milyen funkcióval bírnak a növényen belül, ezt most vizsgálták először. A kutatók arra voltak kíváncsiak, hogy hat órával a kezelés után miért termelődik nagy mennyiségben ez a hormon és a defenzin. Antitesteket termeltettek az említett fehérjére, arannyal összekapcsolva pedig elektronmikroszkóp segítségével megfigyelték, hol vannak az aranypöttyök, amelyek a defenzinek jelenlétére utalnak.

A defenzin molekula fontos védelmi funkcióval rendelkezik, a vizsgálat pedig azt bizonyította, hogy a növény epidermiszében – a bőrszövet sejtfalában – és a zárósejtekben szignifikánsan megnőtt a mennyisége, éppen azokon a helyeken, ahol a növénybe bejut a baktérium. Így a kórokozót már a bejutásnál támadás éri, kapja az antimikrobiális hatású defenzint.

A kutatásban ugyancsak részt vevő kollegák PCR-tesztek segítségével azt is kiderítették, hogy nemcsak a fotoszintézisért felelős mezofillum sejtek termelik meg a defenzineket, de maguk a zárósejtek is. Egy korábbi kutatásában Dr. Czékus Zalán azt is bizonyította, hogy a növény nemcsak lokálisan, hanem szisztemikusan is védekezik; felsőbb levélemeletek is reagálnak.

Az SZTE Biotechnológiai és Mikrobiológiai Tanszékén a paradicsomdefenzint több növénypatogénre jelenleg is tesztelik. Ezzel a tudással a saját, természetesen is megtermelt anyagaikkal tudnák ellenállóbbá tenni a növényeket. A gyakorlatban a mesterségesen előállított, természetes ellenanyagokat permeteznék a növénykultúrákra.

Egy kórokozó megjelenésének hatására a növény nemcsak elzárja a pórusait, és védekező molekulákat termel, hanem fotoszintézisének aktivitása is megváltozik. Európában csak néhány helyen van olyan készülék, amellyel az SZTE kutatói egy sejt fotoszintézisét mérték a szöveti kötelékben: a mérés során azt tapasztalták, hogy a kezelt növény gyors válasza során visszaesett a fotoszintetikus aktivitás a zárósejtekben, hosszú távon azonban nem változott; illetve míg a zárósejtek fotoszintetikus aktivitása csökkent, a mezofillum sejteké nem.

Ez azt mutatja, hogy a sztómákat alkotó zárósejtekben védekezési folyamatok indultak be.

A Dr. Czékus Zalán által összefogott tudományos publikáció a Physiologia Plantarum című szakfolyóiratban jelent meg, vagyis D1-es besorolású, azaz a szakterület felső 10 százalékába tartozik.