Einer neuen Analyse zufolge könnte die Fähigkeit von Bakterien, Krankheiten im gesamten Pflanzenreich zu verbreiten, viel weiter verbreitet sein als bisher vermutet.
Forscher des John Innes Center verfolgten einen vergleichenden evolutionären Ansatz und nutzten die Vielfalt der Pseudomonas syringae-Bakterien, um zu bestimmen, wie dieser Krankheitserreger entfernt verwandte Pflanzen infiziert.
In Experimenten analysierten Forscher im Team von Dr. Phil Carella, Gruppenleiter, das Toxin Syringomycin, das von den am häufigsten infektiösen P. syringae-Stämmen produziert wird, und verglichen seine Wirkung sowohl auf nicht blühende als auch auf blühende Pflanzen.
Die Ergebnisse zeigten, dass Syringomycin in nicht blühenden Pflanzen (in dieser Studie dargestellt durch die Modellarten Leberblümchen und Farn) toxisch war und zum Absterben von Gewebe und zur Aktivierung stressbedingter Gene führte.
Diese Effekte waren bei Infektionen bei nicht blühenden Pflanzen sogar noch wichtiger als bei blühenden Pflanzen, was überraschend war, da sich ein Großteil unseres aktuellen Verständnisses darüber, wie pathogene (krankheitserregende) Bakterien Pflanzenwirte manipulieren, auf blühende Pflanzen konzentriert, zu denen einige unserer wichtigsten Nutzpflanzen gehören .
Durch die Verwendung nicht blühender Arten ist dies der Fall Studiedas in erscheint Zellwirt und Mikrobeergänzt eine wachsende Zahl von Forschungsergebnissen, die zeigen, wie bakterielle Krankheitserreger das Potenzial haben, entfernt verwandte Pflanzen zu besiedeln.
„Jede der in dieser Studie verwendeten Pflanzenarten hat eine andere Lebensgeschichte, seit sie vor 500 Millionen Jahren das letzte Mal einen gemeinsamen Vorfahren hatten. Allerdings kann eine einzelne Gruppe von Krankheitserregern jede von ihnen mit einem gemeinsamen Satz von Pathogenitätsfaktoren infizieren“, sagte Dr . Carella.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Virulenz von Krankheitserregern bei Pflanzen allgemeiner sein könnte als bisher angenommen.“
Die Forscher nehmen an, dass die Virulenz von P. syringae auf grundlegenden Prozessen beruht, die im Pflanzenreich gemeinsam sind. In diesem Fall stört das Toxin Syringomycin wahrscheinlich die Zellmembranen aller getesteten Pflanzen.
Manchmal gelten nicht blühende Pflanzen als weniger ausgereift als ihre blühenden Verwandten, die später in der Evolutionsgeschichte auftauchten. Diese Studie betont jedoch, wie wichtig es ist, die gesamte Pflanzenwelt zu analysieren, um grundlegende Mechanismen und Prozesse zu verstehen, die zur Abwehr von Nahrungspflanzen gegen Krankheiten eingesetzt werden könnten .
„Insgesamt zeigt unsere Forschung, dass verschiedene Pflanzen nützliche Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Krankheitserregern im Allgemeinen liefern können, was für die Erforschung von Pflanzenkrankheiten aufschlussreich ist. Wir essen keine Leberblümchen, aber sie können uns viel über die zentralen Virulenzmechanismen von Leberblümchen lehren wichtige Krankheitserreger“, beobachtet Dr. Carella.
Der nächste Schritt dieser Forschung besteht darin, die Rolle des Toxins bei der Ausbreitung von Bakterien zu untersuchen und zu untersuchen, wie es mit bakteriellen Effektorproteinen zusammenwirkt, um Krankheiten zu verursachen. Eine weitere interessante Forschungsfrage ist, warum einige P. syringae-Populationen das Toxin nicht tragen.
Die Gruppe wird auch die Vielfalt der in den Experimenten verwendeten Pflanzen erweitern, um nach solchen zu suchen, die gegen bakterielle Krankheitserreger resistent sind.
Weitere Informationen:
Ein nekrotisierendes Toxin ermöglicht die Infektion mit Pseudomonas syringae bei evolutionär unterschiedlichen Pflanzen. Zellwirt und Mikrobe (2024). DOI: 10.1016/j.chom.2024.11.014. www.cell.com/cell-host-microbe … 1931-3128(24)00445-1