چگونه مولکولی 'زنگ' سیستم در گیاهان محافظت از آنها را از شکارچیان

در طبیعت هر گونه باید مجهز به یک استراتژی قادر به زنده ماندن در واکنش به خطر است. گیاهان هم باید ذاتی سیستم است که باعث شده در پاسخ به یک خطر خاص مانند حشرات تغذیه بر روی آنها. برای مثال برخی از گیاهان حس "گیاهخوار مشتق خطر سیگنال" (HDS) که خاص و مواد شیمیایی در ترشحات دهان و دندان از حشرات. این فعال آبشار از حوادث در کارخانه دفاع ماشین آلات که منجر به کارخانه در حال توسعه "مقاومت" (یا "ایمنی" در برابر) درنده. اما با وجود دهه ها تحقیق دقیقا چگونه گیاهان به رسمیت شناختن این علائم باقی مانده است یک بیت از یک رمز و راز است.

در یک مطالعه جدید منتشر شده در ارتباطات, زیست شناسی, یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه توکیو از علم, Ehime دانشگاه اوکایاما دانشگاه, دانشگاه توکیو و فنی کشاورزی بیوتکنولوژی مرکز تحقیقاتی به رهبری پروفسور Gen-ichiro Arimura, تلاش برای ریختن به نور در دقیقا چگونه گیاه HDS سیستم کار می کنند. آنها تصمیم به مطالعه پروتئین های غشاء و فرآیندهای غشایی به نام "گیرنده مانند kinases" (RLKs) که در سویا برگ. آنها بر اساس مطالعه خود بر شواهد قبلی از گیاهان مانند کشت تنباکو و لوبیا چشم بلبلی که در آن RLKs نقش عمده ای در سیستم های HDS. پروفسور Arimura می گوید:"دانشمندان در تلاش بوده اند به درک مکانیسم مولکولی گیاه مقاومت برای سال, اما 'سنسور' درگیر در کارخانه شناخت آفات هنوز شناخته شده نیست. بنابراین ما می خواستیم به یک درک دقیق از این مکانیسم."

برای شروع دانشمندان با تمرکز بر سویا RLK ژن بودند که از لحاظ ساختاری و عملکردی شبیه به یک RLK ژن شناخته شده است به ماشه یک خطر پاسخ با شناخت "oligosaccharides" (کوچک مولکول های کربوهیدرات) در طول پاتوژن حمله. آنها این باورند که با توجه به این شباهت سویا ژن ممکن است همچنین نشان می دهد یک مکانیسم مشابه که دیده می شود در مقاومت در برابر پاتوژن. آنها دریافتند 15 جمله ژن از طریق تجزیه و تحلیل ژنتیکی. بعدی دانشمندان تولید 15 نوع کشت گیاهان هر یک گیاه منحصر به فرد بیان تنها یکی از 15 فرد سویا ژن. زمانی که آنها آزمایش این گیاهان با استفاده از ترشحات دهان و دندان از آفات آنها کشف ژن برای دو رمان RLKs که نشان داد یک دفاع, پاسخ خاص به ترشحات دهان و دندان به نام GmHAK1 و GmHAK2. این یافته های بی سابقه ای: نقش این RLKs در سویا سیستم های HDS هرگز نازل شده است قبل از. هنگامی که دانشمندان حفر عمیق تر به ساز و کار نظارتی این عوامل در آرابيدوپسيس آنها دو پروتئین یک HAK هومولوگ و PBL27 (که نقش مهمی در سیگنالینگ داخل سلولی) به درگیر در این مسیر است. بر این اساس این تایید آنچه دانشمندان در ابتدا انتظار داشتند--سویا و آرابيدوپسيس دارای مکانیسم مشابه برای "danger پاسخ."

در بخش کشاورزی بسیار مهم است به منظور توسعه استراتژی برای کنترل آفات در گیاهان زراعی برای جلوگیری از تحمیل ضرر و زیان است. این مطالعه طول می کشد یک گام در این جهت با کشف مهمی مکانيسم سلولی که باعث دفاع پاسخ در گیاهان است. دستکاری ذاتی این سیستم تلفن همراه و حتی ممکن است به دانشمندان کمک کند به سوخت توسعه جدید محصولات کشاورزی به طور بالقوه زندگی آسان تر برای کشاورزان است. پروفسور Arimura آمده:"از آن شده است به چالش کشیدن برای پیدا کردن روش های کنترل آفات است که موثر هستند و آیا آسیب رساندن به اکوسیستم در هر راه. مطالعه ما ارائه می دهد یک راه حل بالقوه برای این مشکل کشف جزئیات چگونه برخی گیاهان مقاومت در برابر توسعه."

###

عنوان اصلی مقاله: سویا و آرابيدوپسيس گیرنده مانند kinases پاسخ به پلی ساکارید سیگنال از Spodoptera گونه و میانجیگری گیاهخوار مقاومت

مجله: زیست شناسی ارتباطات

DOI: 10.1038/s42003-020-0959-4

دانشگاه علوم توکیو (TUS) است که به خوبی شناخته شده و مورد احترام دانشگاه و بزرگترین علمی-تخصصی پژوهشی خصوصی دانشگاه در ژاپن با چهار دانشگاه در مرکز توکیو و حومه آن و در هوکایدو. تاسیس در سال 1881 دانشگاه به طور مستمر کمک به ژاپن در توسعه علم از طریق تلقین عشق به علم, در, محققان, تکنسین ها و مربیان.

با یک ماموریت "ایجاد علم و فناوری برای توسعه هماهنگ از طبیعت و انسان و جامعه" طوس به انجام طیف گسترده ای از تحقیقات پایه به علوم کاربردی. طوس در آغوش یک رویکرد چند رشته ای به تحقیق و انجام مطالعه فشرده در برخی از امروز حیاتی ترین زمینه های. طوس است شایسته سالاری که در آن بهترین در علم شناخته شده است و پرورش. آن است که تنها دانشگاه خصوصی در ژاپن است که در تولید یک برنده جایزه نوبل و تنها دانشگاه خصوصی در آسیا برای تولید برندگان جایزه نوبل در زمینه علوم طبیعی. وب سایت: https://www.طوس.ac.jp/en/mediarelations/

Dr Gen-ichiro Arimura استاد در دانشکده صنعتی علم و فناوری, وزارت علوم زیستی و تکنولوژی در طوس ژاپن. او خود را به اتمام فارغ التحصیلی در هیروشیما دانشگاه تحصیلات تکمیلی پس از آن او کار می کرد در زمینه بیولوژی گیاهی برای چندین سال قبل از حرکت به طوس در سال 2013. ارشد و احترام پژوهشگر او بیش از 110 نشریات خود را به اعتبار. کلیدی خود منافع پژوهش شامل بیوتکنولوژی گیاهی, محیط زیست و بیوشیمی.

این کار از نظر مالی پشتیبانی شده توسط MEXT کمک-در-کمک برای تحقیقات علمی در ابتکاری مناطق (18H04786 و 20H04786) و JSPS KAKENHI (20K15878, 20K06058 و 20H02951).

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.