11 советов, которые вам понадобятся при приготовлении пищи на керамической сковороде
Jun 09, 2023Обзор 2022 года: без рамки
Jul 24, 20233M достигла урегулирования спора по сделкам PFA на сумму 10,3 миллиарда долларов
Mar 26, 20243M выплатит многомиллиардный счет
May 17, 2024Критическая роль эубиотической микробиоты в обеспечении правильной иммунокомпетентности у Arabidopsis
Sep 11, 2023Критическая роль эубиотической микробиоты в обеспечении правильной иммунокомпетентности у Arabidopsis
Природные растения (2023)Цитировать эту статью
3302 Доступа
25 Альтметрика
Подробности о метриках
Хотя многие исследования показали, что микробы могут эктопически стимулировать или подавлять иммунные реакции растений, фундаментальный вопрос о том, действительно ли вся ранее существовавшая микробиота необходима для правильного развития иммунного ответа растений, остается без ответа. Используя недавно разработанную гнотобиотическую систему выращивания растений на основе торфа, мы обнаружили, что арабидопсис, выращенный в отсутствие естественной микробиоты, не имеет возрастного созревания иммунного ответа растений и имеет дефекты в некоторых аспектах иммунитета, запускаемого шаблоном. Аксенические растения проявляли повышенную восприимчивость к заражению бактериальным возбудителем Pseudomonas syringae pv. томат DC3000 и грибковый патоген Botrytis cinerea. Иммунокомпетентность, опосредованная микробиотой, подавлялась богатыми питательными веществами, что указывает на трехстороннее взаимодействие между хозяином, микробиотой и абиотической средой. Синтетическая микробиота, состоящая из 48 культивируемых бактериальных штаммов из эндосферы листьев здоровых растений арабидопсиса, смогла существенно восстановить иммунокомпетентность, аналогично растениям, инокулированным почвенным сообществом. Напротив, 52-членная дисбиотическая синтетическая микробиота листьев чрезмерно стимулировала иммунный транскриптом. В совокупности эти результаты доказывают причинную роль эубиотической микробиоты в обеспечении надлежащей иммунокомпетентности и возрастного иммунитета у растений.
В надземной и подземной частях наземных растений обитают разнообразные микроорганизмы, которые в совокупности составляют микробиоту растений. Члены микробиоты могут обитать на растениях или внутри них и, по-видимому, таксономически консервативны на уровне типов1,2,3,4,5,6,7,8. Широкая сохранность микробиоты растений предполагает, что растения, вероятно, развили механизмы отбора и поддержания численности, состава и функции микробиоты для достижения гомеостаза9. Правильно собранная микробиота (то есть эубиотическая микробиота), вероятно, важна для здоровья и выживания растений, поскольку недавние исследования начали выявлять вредное воздействие генетически индуцированной дисбиотической микробиоты на здоровье растений10,11,12,13. Хотя было показано, что отдельные или группы членов микробиоты улучшают поглощение питательных веществ, рост и устойчивость к абиотическим и биотическим стрессам1,2,14,15,16, вклад всей местной микробиоты растения в функции растения недостаточно изучен. Во многом это связано с плохо изученными взаимодействиями микроб-микроб и микроб-растение на уровне сообщества.
Различные представители микробиоты растений могут образовывать мутуалистические, комменсальные или патогенные взаимодействия с растениями. Чтобы защититься от потенциально вредного воздействия микроорганизмов, растения развили поверхностные и внутриклеточные иммунные рецепторы, которые распознают эволюционно консервативные молекулярные паттерны, связанные с микробами (PAMP) или эффекторные белки, полученные из патогенов, что приводит к иммунитету, запускаемому шаблоном (PTI) или эффекторному иммунитету. иммунитет (ETI) соответственно. Хотя ETI, по-видимому, специфичен для патогенов, PTI представляет собой базальную линию защиты растений как от патогенных, так и от непатогенных микробов и необходим для поддержания эубиотической филлосферной микробиоты у арабидопсиса для предотвращения дисбактериоза10,11. Передача сигналов PTI инициируется при восприятии PAMP рецепторами распознавания образов, локализованными в плазматической мембране (PRR)17. Например, эпитоп из 22 аминокислот, полученный из бактериального флагеллина (flg22), является хорошо охарактеризованным элиситором PTI и распознается PRR FLAGELLIN-SENSITIVE 2 (FLS2) (ссылка 18). FLS2 образует комплекс с корецептором БРАССИНОСТЕРОИД НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ 1-АССОЦИИРОВАННОЙ РЕЦЕПТОРНОЙ КИНАЗОЙ 1 (BAK1) (ссылка 19). Фосфорные связи между FLS2, BAK1, BOTRYTIS-индуцированной киназой 1 (BIK1) и каскадом MAPK инициируют последующие сигнальные события PTI, включая продукцию активных форм кислорода (АФК), потоки кальция, экспрессию большого набора генов, связанных с защитой, ремоделирование стенок и закрытие устьиц20,21,22,23,24,25. Активация PTI до заражения также может привести к повышению устойчивости патогена26,27.