Nghiên cứu mới phát hiện hệ thống miễn dịch thực vật có thể thích ứng với những điều kiện bất thuận không sự sống
Thứ tư, 07-09-2022 | 10:00:06
|
Các thụ thể nhận dạng mẫu mang lại khả năng chịu căng thẳng do muối ở Arabidopsis thaliana sau khi nhận biết các mẫu phân tử liên quan đến tổn thương cognate. A, Kiểu hình của cây con A. thaliana (trái) sau 6 ngày tiếp xúc với 150 mM NaCl và (phải) 5 ngày tiếp xúc với 175 mM NaCl, có hoặc không xử lý trước Pep2 hoặc Pep1. B, Tỷ lệ sống sót (trung bình ± sai số tiêu chuẩn của giá trị trung bình [s.e.m.], n ≥ 50, hai lần lặp lại) của cây con sau khi chúng tiếp xúc với 150 mM NaCl trong thời gian được chỉ định, có và không có 0,1 µM Pep1 tiền xử lý. Dấu hoa thị *** và ** biểu thị P <0,001 và 0,01 tương ứng, sử dụng phép thử t hai phía so với giá trị tương ứng của cây được xử lý mô hình. C, Trọng lượng tươi trung bình (trung bình ± s.e.m., n ≥ 30, bốn lần lặp lại) của cây con sau 5 ngày tiếp xúc với 150 mM NaCl, có và không có 0,1 µM Pep1 tiền xử lý. Dấu hoa thị (*) cho biết P <0,05 khi sử dụng phép thử t hai bên so với giá trị tương ứng của cây được xử lý mô hình; N.S. = không đáng kể. D, Hàm lượng diệp lục (trung bình ± s.e.m., n ≥ 30, bốn lần lặp lại) trong cây con sau 5 ngày tiếp xúc với 150 mM NaCl, có và không có 0,1 µM Pep1 tiền xử lý. Các chữ cái trên thanh chỉ ra P <0,05 bằng cách sử dụng các bài kiểm tra sự khác biệt có ý nghĩa trung thực (HSD) của Tukey. E, Kiểu hình của cây con sau 5 ngày tiếp xúc với 175 mM NaCl, có hoặc không có 0,1 µM của flg22 hoặc elf18 tiền xử lý. F, Tỷ lệ sống (trung bình ± s.e.m., n ≥ 20, hai lần lặp lại) của cây con sau 6 ngày tiếp xúc với 175 mM NaCl, có và không có 0,1 μM flg22 hoặc elf18 tiền xử lý. Dấu hoa thị (**) cho biết P <0,01 bằng cách sử dụng các bài kiểm tra HSD của Tukey so với giá trị của cây dại (WT) được xử lý mô hình. Nguồn: Molecular Plant-Microbe Interactions.
Khi chúng ta nghĩ về thực vật, cụm từ "Căng thẳng xuất hiện" thường không được nghĩ đến. Tuy nhiên, sau tất cả, chúng được xử lý như miễn thanh toán hóa đơn và giải quyết các câu hỏi hiện sinh. Do đó, những thay đổi về môi trường - cả sự sống (yếu tố sinh học) và không sự sống (yếu tố phi sinh học) - tạo ra các yếu tố bất lợi, gây ảnh hưởng đáng kể cho thực vật. Do đó, các phương pháp mới để cải thiện khả năng chống chịu và miễn dịch của cây trồng trong bối cảnh biến đổi khí hậu là rất quan trọng.
Khi các thụ thể miễn dịch trên bề mặt tế bào của thực vật phát hiện ra các dấu hiệu phân tử thông báo những kẻ tấn công sinh vật (chẳng hạn như vi khuẩn, nấm, côn trùng hoặc những loài khác), chúng hình thành phức hợp thụ thể với các protein đối tác, báo hiệu sự bảo vệ của tế bào chống lại mầm bệnh. Một số dấu hiệu phân tử này cũng được tạo ra khi các tác nhân gây căng thẳng phi sinh học làm hư hỏng các tế bào thực vật. Chúng bao gồm các peptit gây hại hoặc các mảnh vụn tế bào, biểu hiện của sự hư hại thực vật. Tín hiệu miễn dịch phản ứng với căng thẳng phi sinh học này thiếu các nguyên tắc và cơ chế quản lý rõ ràng cho đến khi công bố nghiên cứu gần đây do Eliza Loo thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Nara dẫn đầu.
Kết quả được công bố trên tạp chí Molecular Plant-Microbe Interactions cho thấy tín hiệu miễn dịch cũng có thể tăng cường khả năng chống chịu của thực vật đối với các tác nhân gây căng thẳng do yếu tố phi sinh học như độ mặn tăng cao như thế nào. Tác giả bài báo Yusuke Saijo nhận xét: “Kích hoạt trước thụ thể miễn dịch cho phép thực vật tăng biên độ và tái lập trình biểu hiện gen cảm ứng mặn khi tiếp xúc với độ mặn cao”, giúp tăng cường khả năng chịu mặn.
Điều đáng ngạc nhiên là họ phát hiện ra các thụ thể miễn dịch và các thành phần truyền tín hiệu tạo ra khả năng chịu mặn ngay cả ở những cây trồng bị các vi khuẩn không gây bệnh đe dọa. Điều này cho thấy thực vật có thể cảm nhận và bắt đầu các phản ứng thích ứng với các căng thẳng phi sinh học, khi phát hiện ra những thay đổi trong các dấu hiệu do các vi sinh vật sống trong thực vật thể hiện cùng với sự biến động của điều kiện môi trường và có được một loạt các chiến thuật chống chịu với những điều kiện bất thuận.
“Phát hiện kết quả này đã mở rộng quan điểm của chúng tôi về cách thực vật cảm nhận và thích ứng với những thay đổi môi trường, đặc biệt là muối và các căng thẳng thẩm thấu đe dọa sản xuất cây trồng trong nông nghiệp. Điều đó cũng đưa ra một ý tưởng mới rằng các thụ thể miễn dịch giám sát các vi sinh vật sống trong thực vật, từ đó điều chỉnh sự thích nghi của thực vật với môi trường”, Saijo giải thích. Nguồn cung cấp lương thực toàn cầu của chúng ta phụ thuộc vào sức sinh trưởng của thực vật và khả năng vượt qua các tác nhân gây căng thẳng.
Nghiên cứu này đặt nền tảng cho các nghiên cứu sâu hơn liên kết tín hiệu căng thẳng sinh học và phi sinh học trong khoa học thực vật. Hiểu được mối quan hệ phức tạp sâu sắc giữa thực vật với môi trường sự sống và không sự sống xung quanh chúng là điều cần thiết để thúc đẩy sức khỏe thực vật và cuối cùng là sức khỏe con người.
Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Phys.org |
![]() ![]() ![]() |
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|