Parazitiniai kirminai gali sukelti žemės ūkio kamieninių ląstelių proveržį

Sveikatos ir Vaistažolių konferencijos trečioji serija. Parazitai, Geležis, Oras ir Kraujas. (Liepa 2019).

Anonim

Augalų parazitinis nematodas yra žemės ūkio kenkėjas, kuris neturi esminių atsakomųjų priemonių ir reikalauja atsparių augalų veislių ar pesticidų. Šis parazitinis kenkėjas sukuria lizdą, vadinamą "tulžimi", dėl žemės ūkio kultūrų šaknų, kuris sumažina augalo gebėjimą įsisavinti mitybą. Kai šis kenkėjas užmuša, pasėlis gali mirti arba jo reikšmė gali būti gerokai sumažinta. Be to, kada nors užsikrėtę šia kenkėjais kenkėjais, kelerius metus neįmanoma auginti toje pačioje vietoje. Pastaruoju metu visame pasaulyje plinta žemės ūkio žala, kurią sukelia šis nematodas.

Japonijos Kumamoto universiteto tyrėjai, bendradarbiaudami su Universidad de Castilla-La Mancha Ispanijoje, ištyrė augalų parazitinių nematodų parazitinių augalų reakcijas ir nustatė, kad augalų kamieninės ląstelės tampa aktyvuotos siekiant formuoti goles. Kitaip tariant, mokslininkai parodė, kad augalų parazitiniai nematodai gali efektyviai manipuliuoti augalų kamieninėmis ląstelėmis, kad augalai galėtų augti savo lizdus (golius). Tikimasi, kad ateityje tokia išvada prisidės prie nematodų žalos mažinimo gerinant pasėlių veisles.

Pagrindiniai faktai: nematodas, vabzdžių kenkėjas

Daugybė mikroorganizmų gyvena dirvožemyje, o augalai paprastai neturi jokių problemų su jais bendraujant. Tačiau kai kurie mikroorganizmai, pavyzdžiui, augalų parazitiniai nematodai, daro didelę žalą augalams. Kai šie nematodai įsiveržia į ar užkrėstą augalą, šaknys suformuoja apvalią lizdą, vadinamą tulžimi. Tuomet nematodas sugeria augalo maistines medžiagas per tulžį, kuris leidžia augti ir gaminti daug kiaušinių. Iki šiol buvo mažai žinoma, kodėl augalai sukūrė šias nematodo lizdus po užkrėtimo.

Hipotezė: manipuliavimas kamieninių ląstelių ląstelėmis

Tyrėjai sukūrė eksperimentą naudojant "Arabidopsis thaliana" augalą, kuris ištyrė jo reakciją į nematodų parazitaciją. Nors A. thaliana šaknys yra labai mažos ir sunkiai įvertintos, jiems pavyko gauti labai tikslius rezultatus. Jie gavo daug genetinių duomenų naudodami naujos kartos sekvenerį ir atliko keletą statistinių analizių.

Kaip rezultatas, mokslininkai nustatė, kad augalų kamieninių ląstelių funkcija yra neįprastai suaktyvinta nematodų užkrėtimo metu. Nors daugelyje aukštesniųjų augalų yra mažai kamieninių ląstelių, esančių tarp ksilemo ir floemo ląstelių ribų, šių kamieninių ląstelių aktyvumas yra griežtai kontroliuojamas. Tačiau kai šios kamieninės ląstelės pradeda augti nekontroliuojant, susidaro nenormalūs audiniai, panašūs į vėžį, ir tampa neįmanoma, kad augalas formuotų normalią formą. Golose mokslininkai nustatė, kad kamieninių ląstelių, kurios turėtų būti laikomos labai tiksliai normaliomis sąlygomis, aktyvumo kontrolė pasireiškė bėgančiomis sąlygomis, kai užsikrėtę parazitiniai kirminai. Kitaip tariant, jie manė, kad nematodai manipuliuoja augalų kamieninėmis ląstelėmis savo lizdus.

Patikra: vizualiai patikrinti kamieninių ląstelių

Norint patikrinti jų hipotezę, mokslininkai dažytos kamienines ląsteles mėlynos spalvos ir stebėjo augalus nuo nematodų infekcijos pradžios iki purvo sukėlimo. Mėlyna dėmė parodė, kad kamieninių ląstelių plitimas su šaknų augimu. Tai buvo patvirtinimas, kad nematodai sunaikino augalų kamieninių ląstelių kontrolės mechanizmą, kad būtų galima jų lizdus.

Ateitis: nuo ūkio iki sodo

Šis tyrimas parodė, kad augalų parazitiniai nematodai gali užgrobti augalų kamienines ląsteles. Šis atradimas yra labai svarbus žemės ūkiui, nes jis leis vystyti geresnes augalų veisles, kai bus apšviesta kamieninių ląstelių panaudojimo mechanizmas.

Pavyzdžiui, praktikoje augalinės kamieninės ląstelės, kurios Japonijoje šiuo metu naudojamos tokioms kultūroms kaip braškės, šparagai, orchidėjos ir ciklamenas, yra stipraus augalo kamieninių ląstelių paėmimas, siekiant kultūruoti naujas kultūras in vitro. Tačiau kamieninių ląstelių susidarymo technologija yra labai sudėtinga ir nėra daug kultūrų, kurios iš tiesų galėtų naudoti šiuos metodus.

"Nematodai gali užkimšti daugybę augalų", - sakė profesorius Shinichiro Sawa, Kumamoto universiteto tyrimo vadovas. "Šis gebėjimas aktyvuoti daugumos kultūrų kamienines ląsteles yra technologija, kurios žmonės dar neturi. Ateityje, studijuojant, kaip augalų parazitiniai nematodai manipuliuoja augalų kamieninėmis ląstelėmis, mes tikimės, kad galėsime kurti technologijas, kurios leistų kur kas daugiau skirtingų augalų ir pasėlius ".

menu
menu