Badanie przeprowadzone niedawno przez zespół badawczy Hai-Lei Wei w Chińskiej Akademii Nauk Rolniczych ujawniło nowe informacje na temat biosyntezy i modulacji odporności roślinnej. Badanie koncentruje się na nowym cyklicznym lipopeptydzie o nazwie medpeptyna, produkowanym przez Pseudomonas mediterranea.

Cykliczne lipopeptydy (CLP) to wielofunkcyjne metabolity wtórne produkowane przez różne bakterie, które zostały zidentyfikowane jako kluczowe bodźce dla odporności roślinnej. Jednak mechanizmy leżące u podstaw interakcji między CLP a roślinami były trudne do opisania. Badanie skupia się na medpeptynie, 22-amino-kwasowym CLP, który jest syntetyzowany przez grupę genów nierybosomalnej syntetazy peptydów (NRPS) i regulowany przez system wykrywania stężenia bakterii.

W przeciwieństwie do innych CLP, medpeptyna nie wykazuje aktywności przeciwbakteryjnej. Zamiast tego indukuje odporność na śmierć komórkową roślin i zapewnia odporność na zakażenie bakteryjne. Poprzez porównawczą analizę transkryptomów oraz stłumienie ekspresji genów indukowane przez wirusa (VIGS), zespół badawczy zidentyfikował konkretne kandydatki do sygnalizacji odporności związanej z postrzeganiem medpeptyny w gatunku rośliny modelowej Nicotiana benthamiana.

Badanie podkreśla istotną rolę białka bogatego w powtórzenia leucynowe w ścianie komórkowej (NbLRX3) oraz kinazy białkowej podobnej do receptora (NbRLK25) w mediacji śmierci komórkowej indukowanej przez medpeptynę i odporności na zakażenie patogenami. Tłumienie ekspresji tych białek osłabiło odpowiedź odpornościową, co podkreśla ich znaczenie w mechanizmach obronnych indukowanych przez medpeptynę.

To badanie dostarcza cennych informacji na temat niekanonicznych mechanizmów wykrywania CLP i ich wpływu na odporność roślin. Identyfikacja medpeptyny i jej unikalny sposób działania otwiera nowe możliwości rozwoju innowacyjnych biotechnologicznych zastosowań, mających na celu poprawę ochrony przed chorobami roślin i zwiększenie produktywności upraw.

Zrozumienie złożonych interakcji między CLP a roślinami oferuje nowe możliwości opracowywania skutecznych strategii zwiększania odporności roślin na choroby. Odkrycia te mają znaczące implikacje dla rolnictwa i mogą prowadzić do rozwoju metod kontroli chorób zrównoważonych i przyjaznych dla środowiska. Wykorzystanie potencjału medpeptyny i innych CLP może rewolucjonizować strategie ochrony roślin, zmniejszając zależność od tradycyjnych chemicznych pestycydów i promując zdrowsze i bardziej odporne uprawy.

Źródło: Engineering Post

Definicje:
– Lipopéptidy cykliczne (CLP): Wielofunkcyjne metabolity wtórne produkowane przez bakterie, odgrywają kluczową rolę w odporności roślin.
– Nierybosomalna syntetaza peptydów (NRPS): Układ enzymów nierybosomalnych syntezujących peptydy u mikroorganizmów.

Źródła bez adresu URL.