Die entscheidende Funktion von Nrc-Proteinen in den Abwehrmechanismen von Tomaten

In der faszinierenden Welt der Pflanzenbiologie eine Studie Kürzlich auf dem Cover von zu sehen Das Pflanzenjournal hat für Aufsehen gesorgt. Die Forschung befasst sich mit den komplexen Abwehrmechanismen von Tomaten gegen den berüchtigten bakteriellen Krankheitserreger Pseudomonas syringae pv. Tomate (Pst). Es ist eine klassische Geschichte des Wettrüstens der Natur: Während sich Krankheitserreger weiterentwickeln, um die Abwehrkräfte der Pflanzen zu überlisten, kontern Pflanzen mit ausgefeilteren Immunreaktionen.

Die Studie basiert auf Forschungen, die von Wissenschaftlern im Labor von Dr. Greg Martin am Boyce Thompson Institute (BTI) durchgeführt wurden. Im Mittelpunkt der Studie stehen Proteine, die als Nukleotid-bindende Leucin-reiche Wiederholungsrezeptoren (NLRs) bezeichnet werden, das pflanzliche Äquivalent der Krieger des Immunsystems. Sie erkennen und reagieren auf Krankheitserregerangriffe und lösen eine Reihe von Abwehrmechanismen aus. Dazu gehören die Helfer-NLRs Nrc2 und Nrc3, die mit dem Tomaten-NLR Prf und seiner Partnerkinase Pto in einer gut orchestrierten Abwehr gegen Pst zusammenarbeiten.

Der bahnbrechende Aspekt dieser Forschung liegt darin Erforschung der Rollen von Nrc2 und Nrc3. Mithilfe der CRISPR-Technologie schufen die Wissenschaftler mutierte Tomatenpflanzen, denen diese NLRs fehlen. Während diese Mutanten unter typischen Bedingungen normal erschienen, zeigten sie eine erhöhte Anfälligkeit für Pst, ähnlich wie Pflanzen, denen das Prf-Protein fehlt.

„Dieser Befund war entscheidend und unterstreicht die unverzichtbare Rolle von Nrc2 und Nrc3 bei der Immunantwort von Tomaten“, bemerkte Dr. Ning Zhang, Postdoktorand am BTI und Erstautor der Studie.

Eines der faszinierendsten Ergebnisse der Forschung ist das Verständnis, wie Nrc2 und Nrc3 in das gesamte Verteidigungssystem passen. Sie scheinen in der Signalkaskade vorgelagert zu sein, die zum programmierten Zelltod führt – einem entscheidenden Bestandteil der Immunantwort der Pflanze. Dies macht sie zu wesentlichen Vermittlern des komplexen Netzwerks der pflanzlichen Immunität.

Die Beachtung von Zhangs Forschung ist eine Bestätigung ihrer Bedeutung. „Ich freue mich sehr, dass unsere Entdeckungen zur Funktionsweise von Helfer-NLRs prominente Beachtung fanden Das Pflanzenjournal„, bemerkte sie. „Unsere Arbeit beleuchtet, wie Pflanzen sich verteidigen – ein Thema von immenser Bedeutung in der Landwirtschaft.“

Im Wesentlichen handelt es sich bei der Forschung von Zhang und Kollegen nicht nur um eine Geschichte wissenschaftlicher Entdeckungen; Es handelt sich um einen Fahrplan für zukünftige Innovationen im Bereich der Pflanzenresilienz. „Indem wir die Rolle von Helfer-NLRs wie Nrc2 und Nrc3 entschlüsseln, kommen wir der Entwicklung von Nutzpflanzen, die den Herausforderungen durch Krankheitserreger besser standhalten können, einen Schritt näher und tragen so zur Ernährungssicherheit und landwirtschaftlichen Nachhaltigkeit bei“, sagte Zhang.